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A novel conjugated porous polymer based on triazine and imide as cathodes for sodium storage
Journal of Polymer Science ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-08-17 , DOI: 10.1002/pol.20210573 Huichao Dai 1 , Jincheng Zou 1 , Yanbo Gao 1 , Zengyu Li 1 , Chenyang Zhang 1 , Guoqun Zhang 1 , Xiaobo Wang 1 , Chengliang Wang 1
Journal of Polymer Science ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-08-17 , DOI: 10.1002/pol.20210573 Huichao Dai 1 , Jincheng Zou 1 , Yanbo Gao 1 , Zengyu Li 1 , Chenyang Zhang 1 , Guoqun Zhang 1 , Xiaobo Wang 1 , Chengliang Wang 1
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Organic electrode materials have attracted more and more attention for sodium-ion batteries (SIBs) that are regarded as one of the most promising alternatives of lithium-ion batteries, because they can endure the storage of large sodium ions (with a larger radius than that of lithium ions) without obvious volume change. Herein, we report a novel conjugated porous polymer (TPIP) based on triazine and imide as cathodes material for SIBs. TPIP has abundant redox-active sites, good thermal stability (400°C) and large specific surface area (306 m2 g−1). As a result, TPIP electrode delivered a specific capacity of 120 mAh g−1 after 50 cycles at a current density of 0.1 A g−1 and 85 mAh g−1 after 150 cycles at a current density of 1.0 A g−1. Ex-situ X-ray photoelectron spectra and Fourier transform infrared spectra showed that the TPIP electrodes reversibly stored three sodium ions per unit through the triazine rings and half of the carbonyl groups. These results deepen our understanding of charge storage mechanisms of polymers with triazine and imide units and will provide guidance for the future design of electrode materials for high-performance SIBs.
中文翻译：
一种基于三嗪和酰亚胺的新型共轭多孔聚合物作为钠储存阴极
有机电极材料作为钠离子电池（SIBs）受到越来越多的关注，被认为是最有前途的锂离子电池替代品之一，因为它们可以承受较大的钠离子（半径大于锂离子）没有明显的体积变化。在此，我们报道了一种基于三嗪和酰亚胺的新型共轭多孔聚合物（TPIP）作为 SIB 的正极材料。TPIP具有丰富的氧化还原活性位点、良好的热稳定性（400°C）和大的比表面积（306 m 2 g -1）。结果，TPIP 电极在 0.1 A g -1和 85 mAh g -1的电流密度下循环 50 次后的比容量为 120 mAh g -1在 1.0 A g -1的电流密度下循环 150 次后。异位 X 射线光电子光谱和傅里叶变换红外光谱表明，TPIP 电极通过三嗪环和一半的羰基可逆地每单位存储三个钠离子。这些结果加深了我们对具有三嗪和酰亚胺单元的聚合物的电荷存储机制的理解，并将为未来高性能 SIB 电极材料的设计提供指导。
更新日期：2021-08-17
中文翻译：
一种基于三嗪和酰亚胺的新型共轭多孔聚合物作为钠储存阴极
有机电极材料作为钠离子电池（SIBs）受到越来越多的关注，被认为是最有前途的锂离子电池替代品之一，因为它们可以承受较大的钠离子（半径大于锂离子）没有明显的体积变化。在此，我们报道了一种基于三嗪和酰亚胺的新型共轭多孔聚合物（TPIP）作为 SIB 的正极材料。TPIP具有丰富的氧化还原活性位点、良好的热稳定性（400°C）和大的比表面积（306 m 2 g -1）。结果，TPIP 电极在 0.1 A g -1和 85 mAh g -1的电流密度下循环 50 次后的比容量为 120 mAh g -1在 1.0 A g -1的电流密度下循环 150 次后。异位 X 射线光电子光谱和傅里叶变换红外光谱表明，TPIP 电极通过三嗪环和一半的羰基可逆地每单位存储三个钠离子。这些结果加深了我们对具有三嗪和酰亚胺单元的聚合物的电荷存储机制的理解，并将为未来高性能 SIB 电极材料的设计提供指导。
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