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Molecular Tailoring of an n/p-type Phenothiazine Organic Scaffold for Zinc Batteries
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2021-07-18 , DOI: 10.1002/anie.202106238 Nan Wang 1 , Zhaowei Guo 1 , Zhigang Ni 2 , Jie Xu 1 , Xuan Qiu 1 , Jing Ma 3 , Peng Wei 4 , Yonggang Wang 1
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2021-07-18 , DOI: 10.1002/anie.202106238 Nan Wang 1 , Zhaowei Guo 1 , Zhigang Ni 2 , Jie Xu 1 , Xuan Qiu 1 , Jing Ma 3 , Peng Wei 4 , Yonggang Wang 1
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The p-type or n-type redox reactions of organics are being used as the reversible electrodes to build the next-generation rechargeable batteries with sustainable and tunable characteristics. However, the n-type organics that store cations generally exhibit low potential (<0.8 V vs. Zn/Zn2+), while the p-type organics that store anions suffer from limited capacity (<100 mAh g−1). Herein, we demonstrate that bis(phenylamino)phenothiazin-5-ium iodide (PTD-1) containing both n-type and p-type redox moieties exhibits a hybrid charge storage mechanism (n/p-type at low potential, p-type at high potential). Such a hybrid mechanism combines the advantages of n- and p-type reactions and compensates for the associated drawbacks of each. Accordingly, the aqueous Zn//PTD-1 full cell shows a high voltage (1.8 Vmaximum or 1.1 Vaverage), a high capacity 188.24 mAh gPTD-1−1 (achieved at 40 mA g−1), a long-life and a supercapacitor-like high power. These results shed new light on the design of advanced organic electrodes.
中文翻译：
用于锌电池的 n/p 型吩噻嗪有机支架的分子定制
有机物的 p 型或 n 型氧化还原反应被用作可逆电极，以构建具有可持续和可调特性的下一代可充电电池。然而，存储阳离子的 n 型有机物通常表现出低电位（<0.8 V vs. Zn/Zn 2+），而存储阴离子的 p 型有机物的容量有限（<100 mAh g -1）。在此，我们证明了含有 n 型和 p 型氧化还原部分的双（苯基氨基）吩噻嗪-5-鎓碘化物 (PTD-1) 表现出混合电荷存储机制（低电位下的 n/p 型，p 型在高潜力）。这种混合机制结合了 n 型和 p 型反应的优点，并弥补了各自的相关缺点。因此，水性 Zn//PTD-1 全电池显示出高电压（最大1.8 V或平均1.1 V ）、高容量 188.24 mAh g PTD-1 -1（在 40 mA g -1 下实现）、长生命和超级电容器般的大功率。这些结果为先进有机电极的设计提供了新的思路。
更新日期：2021-09-06
中文翻译：
用于锌电池的 n/p 型吩噻嗪有机支架的分子定制
有机物的 p 型或 n 型氧化还原反应被用作可逆电极，以构建具有可持续和可调特性的下一代可充电电池。然而，存储阳离子的 n 型有机物通常表现出低电位（<0.8 V vs. Zn/Zn 2+），而存储阴离子的 p 型有机物的容量有限（<100 mAh g -1）。在此，我们证明了含有 n 型和 p 型氧化还原部分的双（苯基氨基）吩噻嗪-5-鎓碘化物 (PTD-1) 表现出混合电荷存储机制（低电位下的 n/p 型，p 型在高潜力）。这种混合机制结合了 n 型和 p 型反应的优点，并弥补了各自的相关缺点。因此，水性 Zn//PTD-1 全电池显示出高电压（最大1.8 V或平均1.1 V ）、高容量 188.24 mAh g PTD-1 -1（在 40 mA g -1 下实现）、长生命和超级电容器般的大功率。这些结果为先进有机电极的设计提供了新的思路。
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