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Bio-Derived Polymers for Sustainable Lithium-Ion Batteries

机译：可持续锂离子电池的生物衍生聚合物

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摘要

Biologically derived organic molecules are a cost-effective and environmentally benign alternative to the widely used metal-based electrodes employed in current energy storage technologies. Here, the first bio-derived pendant polymer cathode for lithium-ion batteries is reported. The redox moiety is flavin and is derived from riboflavin (vitamin B-2). A semi-synthetic methodology is used to prepare the pendant polymer, which is composed of a poly(norbornene) backbone and pendant flavin units. This semi-synthetic approach reduces the number of chemical transformations required to form this new functional material. Lithium-ion batteries incorporating this polymer have a 125 mAh g(-1) capacity and an approximate to 2.5 V operating potential. It is found that charge transport is greatly improved by forming hierarchical structures of the polymer with carbon black, and new insight into electrode degradation mechanisms is provided which should be applicable to polymer electrodes in general. This work provides a foundation for the use of bio-derived pendant polymers in sustainable, high-performance lithium-ion batteries.
机译：生物衍生的有机分子是当前能量存储技术中广泛使用的金属基电极的一种经济高效且对环境无害的替代方法。在此，报道了第一个生物衍生的锂离子电池侧基聚合物阴极。氧化还原部分是黄素，衍生自核黄素（维生素B-2）。使用半合成方法制备侧基聚合物，该侧基聚合物由聚（降冰片烯）主链和侧基黄素单元组成。这种半合成方法减少了形成这种新功能材料所需的化学转化次数。包含这种聚合物的锂离子电池的容量为125 mAh g（-1），工作电压约为2.5V。发现通过用炭黑形成聚合物的分层结构大大改善了电荷传输，并且提供了对电极降解机理的新见解，该机理通常应适用于聚合物电极。这项工作为在可持续的高性能锂离子电池中使用生物衍生的悬垂聚合物提供了基础。

著录项

  • 来源
    《Advanced Functional Materials》 |2016年第38期|6896-6903|共8页
  • 作者

    Schon Tyler B.; Tilley Andrew J.; Bridges Colin R.; Miltenburg Mark B.; Seferos Dwight S.;

  • 作者单位

    Univ Toronto, Dept Chem, 80 St George St, Toronto, ON M5S 3H6, Canada;

    Univ Toronto, Dept Chem, 80 St George St, Toronto, ON M5S 3H6, Canada;

    Univ Toronto, Dept Chem, 80 St George St, Toronto, ON M5S 3H6, Canada;

    Univ Toronto, Dept Chem, 80 St George St, Toronto, ON M5S 3H6, Canada;

    Univ Toronto, Dept Chem, 80 St George St, Toronto, ON M5S 3H6, Canada;

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