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Few-Layered Fluorinated Triazine-Based Covalent Organic Nanosheets for High-Performance Alkali Organic Batteries.
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-12-09 , DOI: 10.1021/acsnano.9b07360 Hang Zhang 1 , Weiwei Sun 1 , Xiudong Chen 1 , Yong Wang 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2019-12-09 , DOI: 10.1021/acsnano.9b07360 Hang Zhang 1 , Weiwei Sun 1 , Xiudong Chen 1 , Yong Wang 1
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In order to fulfill the increasing demand for renewable energy, besides the lithium-ion batteries, other alkali (Na, K)-ion batteries are extensively investigated. However, the difficulty to find universal and environmentally benign electrodes for these alkali (Na, K)-ion batteries still severely restricts their development. Promising characteristics, including molecular diversity, low cost, and operation safety, endow the organic electrodes more advantages for applications in alkali-ion batteries. However, organic electrodes usually deliver a reversible capacity smaller than that of their inorganic counterparts due to sluggish ion/electron diffusion and possible dissolution in organic electrolytes. This work introduces fluorine atoms into the covalent triazine frameworks (CTF) to obtain two-dimensional layered fluorinated CTF (FCTF) and its exfoliated few-layered product (E-FCTF) and uses them as anodes of Li, Na, and K organic batteries. Exfoliated E-FCTF electrode delivers high reversible capacities, as well as excellent cycle life for alkali organic batteries (1035 mAh g-1 at 100 mA g-1 after 300 cycles and 581 mAh g-1 at 2 A g-1 after 1000 cycles for lithium organic batteries). In view of the experimental probing and the theoretical calculation, the Li storage mechanism for the E-FCTF can be determined to be an intriguing multielectronic redox reaction originated from lithium storage on the benzene ring and triazine ring units.
中文翻译：
高性能碱性有机电池的很少层氟化三嗪基共价有机纳米片。
为了满足对可再生能源的日益增长的需求，除了锂离子电池以外，还广泛研究了其他碱性（Na，K）离子电池。然而，为这些碱（Na，K）离子电池寻找通用的和对环境无害的电极的困难仍然严重地限制了它们的发展。分子多样性，低成本和操作安全性等令人信服的特性为有机电极在碱离子电池中的应用提供了更多优势。然而，由于缓慢的离子/电子扩散以及可能溶解在有机电解质中，有机电极通常提供的可逆容量小于其无机对应物的可逆容量。这项工作将氟原子引入到共价三嗪骨架（CTF）中，以获得二维层状氟化CTF（FCTF）及其剥落的薄层产物（E-FCTF），并将它们用作Li，Na和K有机电池的阳极。剥落的E-FCTF电极可提供高可逆容量，并具有出色的碱性有机电池循环寿命（300次循环后在100 mA g-1下为1035 mAh g-1，在300次循环后在2 A g-1下为581 mAh g-1用于锂有机电池）。根据实验研究和理论计算，可以确定E-FCTF的Li储存机理是一种有趣的多电子氧化还原反应，其起源于苯环和三嗪环单元上的锂存储。剥落的E-FCTF电极可提供高可逆容量，并具有出色的碱性有机电池循环寿命（300次循环后，在100 mA g-1时为1035 mAh g-1，在1000次循环后在2 A g-1时为581 mAh g-1用于锂有机电池）。根据实验研究和理论计算，可以确定E-FCTF的Li储存机理是一种有趣的多电子氧化还原反应，其起源于苯环和三嗪环单元上的锂存储。剥落的E-FCTF电极可提供高可逆容量，并具有出色的碱性有机电池循环寿命（300次循环后在100 mA g-1下为1035 mAh g-1，在300次循环后在2 A g-1下为581 mAh g-1用于锂有机电池）。根据实验研究和理论计算，可以确定E-FCTF的Li储存机理是一种有趣的多电子氧化还原反应，其起源于苯环和三嗪环单元上的锂存储。
更新日期：2019-12-09
中文翻译：
高性能碱性有机电池的很少层氟化三嗪基共价有机纳米片。
为了满足对可再生能源的日益增长的需求，除了锂离子电池以外，还广泛研究了其他碱性（Na，K）离子电池。然而，为这些碱（Na，K）离子电池寻找通用的和对环境无害的电极的困难仍然严重地限制了它们的发展。分子多样性，低成本和操作安全性等令人信服的特性为有机电极在碱离子电池中的应用提供了更多优势。然而，由于缓慢的离子/电子扩散以及可能溶解在有机电解质中，有机电极通常提供的可逆容量小于其无机对应物的可逆容量。这项工作将氟原子引入到共价三嗪骨架（CTF）中，以获得二维层状氟化CTF（FCTF）及其剥落的薄层产物（E-FCTF），并将它们用作Li，Na和K有机电池的阳极。剥落的E-FCTF电极可提供高可逆容量，并具有出色的碱性有机电池循环寿命（300次循环后在100 mA g-1下为1035 mAh g-1，在300次循环后在2 A g-1下为581 mAh g-1用于锂有机电池）。根据实验研究和理论计算，可以确定E-FCTF的Li储存机理是一种有趣的多电子氧化还原反应，其起源于苯环和三嗪环单元上的锂存储。剥落的E-FCTF电极可提供高可逆容量，并具有出色的碱性有机电池循环寿命（300次循环后，在100 mA g-1时为1035 mAh g-1，在1000次循环后在2 A g-1时为581 mAh g-1用于锂有机电池）。根据实验研究和理论计算，可以确定E-FCTF的Li储存机理是一种有趣的多电子氧化还原反应，其起源于苯环和三嗪环单元上的锂存储。剥落的E-FCTF电极可提供高可逆容量，并具有出色的碱性有机电池循环寿命（300次循环后在100 mA g-1下为1035 mAh g-1，在300次循环后在2 A g-1下为581 mAh g-1用于锂有机电池）。根据实验研究和理论计算，可以确定E-FCTF的Li储存机理是一种有趣的多电子氧化还原反应，其起源于苯环和三嗪环单元上的锂存储。
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