ZnqCl2及其衍生物的电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

闪锌矿结构ZnSe的光电性质和有效质量研究刘翠霞;坚增运;王少刚;罗贤【摘要】为了研究红外透光闪锌矿ZnSe晶体光学性质和电学性质的内在机理.通过第一性原理的密度泛函理论,借助超软平面波赝势,计算了ZnSe晶体的能带结构和态密度,分析了反射光谱、吸收光谱和介电常数.基于有效质量的近似理论,计算了价带顶端附近电子的有效质量.研究结果表明:ZnSe晶体属于直接带隙半导体材料,反射峰的出现主要是因为Se原子的4p电子和Zn原子的3d态电子向导带跃迁,介电峰的分布与电子结构直接相关,介电峰主要是由于Zn的3d和Se的4p轨道价带向Zn的4s和Se的4s轨道导带的过渡.分析了价带顶端的电子有效质量,计算结果与文献资料基本一致,发现载流子的有效质量具有各向异性,ka方向的电子和空穴的有效质量均较小.从而挖掘了ZnSe晶体的光电性质与有效质量的内在本质,这些分析结果对Ⅱ-Ⅵ族半导体光电子材料具有非常重要的参考价值.【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】6页(P191-196)【关键词】闪锌矿ZnSe晶体;光学性质;电学性质;有效质量【作者】刘翠霞;坚增运;王少刚;罗贤【作者单位】西安工业大学材料与化工学院,西安710021;西安工业大学材料与化工学院,西安710021;西安工业大学材料与化工学院,西安710021;西北工业大学材料学院,西安710072【正文语种】中文【中图分类】O562.4ZnSe是Ⅱ-Ⅵ族半导体材料中的典型代表，属于直接带隙半导体材料，其透光范围(0.5～2.2 μm)较宽，发光效率较高，并且吸收系数相对较低，可用于制造蓝光半导体激光器件和非线性光学器件，特别是在红外透光器件方面具有广阔的应用前景[1-2]。

目前，人们多以实验制备高质量大尺寸ZnSe单晶为首选目标，国内外研究者展开了大量的研究[3-5]。

国外以美国贰陆光学公司发展最快，主要生产激光光学器件，可以加工最大直径为∅200 mm的最佳表面光洁度的ZnSe多晶光学镜片，不仅应用于他们内部公司，而且已经可以进行销售，基本满足了目前的商业需要，但依然存在制备难度较大的问题，他们指出，由于ZnSe对制备环境要求很高，因此目前市场上依然缺乏高质量的ZnSe晶体。

稀土发光材料与器件课程与密度泛函理论计算的结合作者：温大尉郭月来源：《科教导刊》2021年第31期摘要稀土发光材料与器件是一门讲授发光材料与照明、显示产业结合的课程。

发光材料的发光过程涉及复杂点电子跃迁等物理过程，传统的授课方式越来越难满足学生对复杂知识的掌握。

本文针对这个问题，结合了教学实例，采用密度泛函理论计算硫化物荧光粉基质的电子结构，通过能带理论解释了荧光粉热猝灭的机理。

结果表明，密度泛函理论能够直观地解释荧光粉热猝灭过程与能带的联系。

探索了密度泛函理论融入稀土发光材料与器件课程的方式。

关键词密度泛函理论;能带结构;电子态密度;发光材料中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdk.2021.31.035Combination of Rare Earth Luminescent Materials and Devices Course andDensity Functional Theory CalculationWEN Dawei， GUO Yue（School of Applied Physics and Materials， Wuyi University， Jiangmen， Guangdong 529020）Abstract "Rare-earth luminescence materials and device" is a curriculum of the combination of luminescence materials with lighting and display. The luminescence process is related to the physical process of electron transition. Traditional teaching is becoming more and more difficult to help the student understand the knowledge. This work calculated the electron structures of sulfide phosphor to explain the mechanism of thermal quenching， combining with the teaching example. The results demonstrated the relation between the thermal quenching process and bandgap can be easily understood with the help of density functional theory. This work also explored the introduction of density functional theory into the curriculum of "rare-earth luminescence materials and device".Keywords density functional theory; band structure; electronic density of states; luminescence materials引言稀發光二极管（LED）作为第三代光源，相比于传统白炽灯和荧光灯，在使用寿命、能效和环保方面有着巨大优势。

ZnS分子激发态光谱性质的理论研究
吕浩男;李瑞;桑纪群;刘晓军;任晓辉
【期刊名称】《高师理科学刊》
【年(卷),期】2024(44)4
【摘要】采用考虑了戴维森修正的多参考组态相互作用(MRCI+Q)方法计算了ZnS分子能量最低的四条解离极限相关的18个Λ-S态的电子结构,并给出了势能曲线(PECs).计算中纳入了相对论效应和Zn原子3d轨道的芯-价电子关联效应.通过求解一维径向Schr?dinger方程,拟合出了一些典型束缚态的光谱常数,与之前的实验数据符合得很好.还计算了ZnS分子的永久偶极矩(PDMs),通过对PDMs的分析,阐明了ZnS分子中Zn原子与S原子的成键特性与分子极性.借助耦合矩阵元说明了电子态之间的扰动作用和预解离机制.最后,计算了^(1)Σ^(+)-^(1)Σ^(+)和
^(1)Π-^(1)Σ^(+)态的跃迁偶极矩(TDMs)、Franck-Condon因子(FCFs)和振动能级信息以及自发辐射寿命.
【总页数】8页(P60-67)
【作者】吕浩男;李瑞;桑纪群;刘晓军;任晓辉
【作者单位】齐齐哈尔大学理学院;齐齐哈尔大学教师教育学院
【正文语种】中文
【中图分类】O561
【相关文献】
1.SiCl分子基态及低激发态光谱性质的理论研究
2.BeS分子基态与激发态势能函数和光谱性质的理论研究
3.AgO分子激发态光谱性质的理论研究
4.SnCl分子基态及低激发态光谱性质的理论研究
5.SnS分子低激发态光谱性质理论研究
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四种白藜芦醇含氮衍生物的密度泛函理论计算杨芳;王海峰【摘要】采用密度泛函理论(DFT)B3LYP-D3方法,对四种白藜芦醇含氮衍生物的分子结构、红外光谱、电子吸收光谱及抗氧化活性进行计算研究.计算结果表明,甲氨基更有利于增强衍生物分子结构中A,B苯环共平面性,扩大了分子的π共轭体系.四种化合物电子吸收光谱最大吸收峰具有电子的π-π*跃迁特征,在溶剂的作用下,λmax红移了15～17 nm,但随着溶剂极性的增大,λmax变化不明显.四种含氮衍生物电离能(IP)和能隙(Egap)均低于白藜芦醇,具有更好的抗氧化活性.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)005【总页数】4页(P84-87)【关键词】吸收光谱;密度泛函理论;白藜芦醇衍生物;抗氧化活性【作者】杨芳;王海峰【作者单位】四川旅游学院食品学院, 四川成都 610100;四川师范大学化学与材料科学学院, 四川成都 610066【正文语种】中文【中图分类】O64白藜芦醇(Resveratrol，Res)(图1)是一种广泛存在于葡萄、花生等多种植物中[1]的芪类化合物，它具有良好的抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗肿瘤、抗衰老等生物活性[2-3]。

随着人们对白藜芦醇及其衍生物的深入研究发现，通过对白藜芦醇分子结构进行修饰，引入不同的活性基团，可以获得选择性更好，生物活性更强的衍生物[4-5]。

图1 化合物的结构式Fig.1 The structure of compound 1，2，3，4，Res近些年来，Bin Sun等[6]在研究中发现，在白藜芦醇分子结构中引入氨基和烷氧基后的衍生物(图1，化合物2)比白藜芦醇具有更好的抗癌效果，具有潜在的应用价值，因此，本文选取四种白藜芦醇分子氨基化衍生物1、2、3、4(图1)，对其分子结构、光谱和抗氧化性质进行量子化学理论计算，从分子水平上探讨氨基和烷氧基对白藜芦醇分子结构修饰后的影响，这对全面认识白藜芦醇衍生物的结构属性、构效关系研究具有重要意义[7]。

烷基卤化锌-概述说明以及解释1.引言1.1 概述烷基卤化锌是一类重要的有机化合物，在有机合成和有机金属化学领域具有广泛的应用。

它们是由锌与卤素（如氯、溴和碘）结合形成的有机锌化合物，其中碳原子与锌原子通过碳-锌键连接。

烷基卤化锌具有许多独特的性质和化学反应，因此在有机合成中被广泛用作重要的试剂和中间体。

烷基卤化锌具有较高的化学反应活性，常用于有机合成反应中的亲核试剂和基团转移试剂。

它们可与各种有机卤化物发生亲核取代反应，从而生成不同类型的有机化合物。

此外，烷基卤化锌还可用于构建碳-碳键和碳-氧键，通过与醛、酮等化合物发生加成反应，生成相应的羰基化合物。

烷基卤化锌在有机金属化学中也具有重要地位。

它们可作为配位试剂，与过渡金属形成络合物，参与到各种有机金属催化反应中。

这些反应包括交叉偶联反应、环化反应、羧酸衍生物的还原反应等，对于有机合成的可控性和效率具有重要的影响。

总之，烷基卤化锌作为一类特殊的有机金属化合物，在有机合成和有机金属化学领域具有广泛的应用前景。

它们的独特性质和化学反应活性使其成为有机化学研究和实际应用中不可或缺的重要组成部分。

随着有机化学和有机金属化学的不断发展，烷基卤化锌的应用前景也将不断扩大，并有望在更多领域展现出其独特的价值。

1.2 文章结构文章结构部分的内容:文章将按照以下结构展开讨论烷基卤化锌的相关内容。

首先，在引言部分对烷基卤化锌进行概述，介绍其定义和性质。

接着，在正文部分将详细探讨烷基卤化锌的制备方法，包括常用的合成路线和反应条件。

最后，在结论部分将探讨烷基卤化锌的应用前景及其发展趋势。

通过这样的结构，我们可以全面了解烷基卤化锌在化学领域中的重要性和研究现状，为其进一步开发和应用提供有力支持。

1.3 目的烷基卤化锌作为有机合成中的重要中间体，在有机化学领域具有广泛的应用。

本文的目的是对烷基卤化锌的概念、性质、制备方法以及其在化学合成中的应用前景进行全面的介绍和分析。

具体而言，我们的目标如下：1. 探索烷基卤化锌的定义和性质：通过对烷基卤化锌的背景知识进行研究和整理，了解其化学结构、物理性质以及与其他化合物的相互作用等方面的特点，为后续讨论提供基础。

混合价态双核钌配合物合成及其光谱电化学性质李敏娜;赵常志;刘建辉【期刊名称】《大连理工大学学报》【年(卷),期】2007(047)002【摘要】合成了一种新的以吡啶和酚为配体的混合价态双核金属钌的配合物Ru2BMPB,并对其光谱电化学性能进行了研究.该配合物具有可逆的单电子氧化还原过程(E1/2=0.19 V,-0.50 V),很好的稳定性(平衡常数K = 1.46×1012).可见与近红外吸收光谱显示,该配合物在410、665和1 580 nm 处均出现较强的吸收.在可控制的电位下,中心离子Ru的电子转移引起Ru2BMPB的可见与近红外吸收光谱的变化,具有可控制的开关性能.【总页数】4页(P166-169)【作者】李敏娜;赵常志;刘建辉【作者单位】大连理工大学,精细化工国家重点实验室,辽宁,大连,116012;青岛科技大学,化学与分子工程学院,山东,青岛,266042;大连理工大学,精细化工国家重点实验室,辽宁,大连,116012【正文语种】中文【中图分类】O627.8【相关文献】1.一种混合价态钌配合物的合成、晶体结构和电化学性质 [J], 严生虎;姜冬明;张跃;刘建武;沈介发2.双核三联吡啶钌(Ⅱ)配合物的合成及其光谱和电化学性质 [J], 陈学刚;程延祥;耿延侯;王利祥3.两个2-取代-4,6-二吡啶基-1,3,5-三嗪桥联的双核钌配合物的晶体结构、光谱和电化学性质 [J], 曹曼丽;何宇琪;刘文婷;尹伟;姚苏洋4.1,1'----双取代二茂铁为配体的配合物的研究Ⅳ.含有dppf配体的π-键合混合配体钯(O)双核配合物的合成、表征及电化学性质 [J], 席振峰;杨端娜;金斗满5.混合价态双核磺化酞菁钴在非水溶剂中的电化学性质研究 [J], 郭黎平;姜秀娥;武冬梅;杜锡光;王广因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第３５卷第１期化㊀学㊀研㊀究Ｖｏｌ．３５㊀Ｎｏ．１２０２４年１月ＣＨＥＭＩＣＡＬ㊀ＲＥＳＥＡＲＣＨＪａｎ．２０２４非金属离子有机电池研究进展张佳蕊，冯嘉乐，彭成信∗（上海理工大学材料与化学学院，上海２０００９３）收稿日期：２０２２⁃１２⁃１３基金项目：国家自然基金资助项目（２２１７９０８５，２１８７５１４１）作者简介：张佳蕊（２００２－），女，从事有机电池研究㊂∗通信作者，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｘｐｅｎｇ＠ｕｓｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ摘㊀要：电荷载流子承载电荷是决定电池性能的重要组分之一㊂目前，大多数可充电电池的研究都集中在金属载流子（如Ｌｉ＋㊁Ｎａ＋㊁Ｋ＋㊁Ｚｎ２＋㊁Ｍｇ２＋㊁Ａｌ３＋等），而非金属离子（如Ｈ＋㊁ＮＨ４＋㊁卤素离子Ｘ－㊁甲基紫精阳离子ＭＶ２＋等）作为电荷传输载体的研究却相对较少㊂然而超快动力学，长循环寿命㊁低廉的制造成本㊁资源丰富等优点，使得非金属载流子的电池几乎在性能上能够与表现优异的金属基载流子电池相媲美㊂但受限于能量密度与功率密度较低等问题，开发适于储存非金属离子的电极材料仍面临诸多挑战㊂从电荷载流子与电极材料的相互作用入手，主要总结了基于Ｈ＋㊁ＮＨ４＋㊁卤素离子（Ｘ－）等非金属载流子电池的最新研究进展，并提出了提升非金属离子电池性能的策略，为研究高性能非金属离子电池及开发新型的正极材料提供借鉴作用㊂关键词：非金属离子；载流子；水系电池；电极材料中图分类号：Ｏ６４６文献标志码：Ａ文章编号：１００８－１０１１（２０２４）０１－００７４－１０Ａｄｖａｎｃｅｓｏｆｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｏｒｇａｎｉｃｂａｔｔｅｒｉｅｓｗｉｔｈｎｏｎ⁃ｍｅｔａｌｌｉｃｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓＺＨＡＮＧＪｉａｒｕｉ ＦＥＮＧＪｉａｌｅ ＰＥＮＧＣｈｅｎｇｘｉｎ∗ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３ ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ Ｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓａｒｅｏｎｅｏｆｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｔｈａｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｂａｔｔｅｒｉｅｓ．Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｍｏｓｔｓｔｕｄｉｅｓｏｎｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｂａｔｔｅｒｉｅｓａｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂａｓｅｄｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓ（ｓｕｃｈａｓＬｉ＋，Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｚｎ２＋，Ｍｇ２＋，Ａｌ３＋，ｅｔｃ．），ｗｈｉｌｅｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｖｏｌｖｉｎｇｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓ（ｓｕｃｈａｓＨ＋，ＮＨ４＋，ｈａｌｏｇｅｎｉｏｎｓＸ－，ｍｅｔｈｙｌｖｉｏｌｏｇｅｎｃａｔｉｏｎｓＭＶ２＋，ｅｔｃ．）ｉｓｒａｒｅｌｙｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｏｗｉｎｇｔｏｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｄｏｘｋｉｎｅｔｉｃｓ，ｌｏｎｇｃｙｃｌｅｌｉｆｅ，ｌｏｗｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｃｏｓｔ，ａｎｄａｂｕｎｄａｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｃａｒｒｉｅｒ⁃ｂａｓｅｄｂａｔｔｅｒｉｅｓａｎｄｍｅｔａｌｌｉｃｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒ⁃ｂａｓｅｄｂａｔｔｅｒｉｅｓａｒｅａｌｍｏｓｔａｔｔｈｅｓａｍｅｌｅｖｅｌ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｃａｒｒｉｅｒ⁃ｂａｓｅｄｉｓｓｔｉｌｌｆｒａｕｇｈｔｗｉｔｈｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｓｕｃｈａｓｌｏｗｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｂｏｕｔｔｈｅｂａｔｔｅｒｉｅｓｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｃａｒｒｉｅｒ（ｉ．ｅ．，ｐｒｏｔｏｎ，ａｍｍｏｎｉｕｍｉｏｎｓａｎｄｈａｌｏｇｅｎｉｏｎｓ）ａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｃａｒｒｉｅｒｓ⁃ｂａｓｅｄｂａｔｔｅｒｉｅｓａｒｅａｌｓｏｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓｗｏｒｋｐａｖｅｓａｎｅｗａｖｅｎｕｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂａｔｔｅｒｉｅｓｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎ⁃ｍｅｔａｌｌｉｃｉｏｎｓ；ｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓ；ａｑｕｅｏｕｓｂａｔｔｅｒｉｅｓ；ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ㊀㊀随着人们对化石燃料的枯竭和环境问题的日益关注，加之为了满足日益增长的能源消费需求，可再生能源的开发和商业化成为最有效的解决办法之一㊂然而，由于太阳能和风能等可再生能源需要首先转换为电能，不能用于直接运输或储存［１－２］㊂到目前为止，电能作为一种主要的工业商品，其既没有保质期，也没有被广泛地储存起来供将来使用㊂近年来，随着全球达成了碳达峰㊁碳中和的发展目标，人们对于安全㊁环保㊁高能量密度㊁低成本电池的需求愈发迫切［３］㊂可充电电池作为新能源体系中的一个重要组成第１期张佳蕊等：非金属离子有机电池研究进展７５㊀部分，因其高的能量密度，低成本以及环境友好性等特点，影响着新能源行业的走向和未来㊂现阶段绝大部分的可充电电池载流子为金属离子，如锂离子㊁钠离子㊁钾离子㊁锌离子㊁镁离子㊁铝离子等，金属离子电池非常有潜力并能够满足未来大规模能源存储的需求［４－１２］㊂然而金属离子电池存在诸多挑战：枝晶生长㊁不稳定的固体电解质界面相（ＳｏｌｉｄＥｌｅｃｔｒｏ⁃ｌｙｔｅＩｎｔｅｒｐｈａｓｅ，ＳＥＩ）和高压不稳定性等安全隐患，制约了金属离子电池的快速发展［１３］㊂除此之外，随着市场对金属离子电池需求的不断增长，金属离子电池原材料价格也是一路飙升㊂就锂离子电池原材料的价格而言，碳酸锂的价格从２０２１年的约６万元／吨上升到目前的５０．３万元／吨㊂高昂的锂资源对于刚起步的新能源电池行业发展来说是极其不利的，成本的劣势对于企业和消费者来说极具挑战性㊂但相比较而言，非金属离子电池的原材料相对便宜㊂但令人遗憾的是，非金属离子（如Ｈ＋（Ｈ３Ｏ＋）㊁ＮＨ４＋㊁卤素离子Ｘ－㊁甲基紫精阳离子ＭＶ２＋等）作为电荷传输载体的研究却相对较少，往往被忽略了其在电池中作为载流子的可能性［１４－１７］㊂除此之外，与金属离子相比，非金属离子电池不仅摩尔质量更小（如ＮＨ４＋为１８ｇ㊃ｍｏｌ－１，Ｈ３Ｏ＋为１９ｇ㊃ｍｏｌ－１），而且其相对离子半径也更小（表１）㊂近些年，非金属离子逐渐应用于水系可充电电池中，并且可以实现快速充放电㊁超长的循环寿命和低廉的制造成本［１８－２１］㊂表１㊀非金属离子与金属离子理论比容量和相对离子半径的比较Ｔａｂｌｅ１㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｉｏｎｉｃｒａｄｉｕｓｏｆｎｏｎ⁃ｍｅｔａｌｌｉｃｉｏｎｓａｎｄｍｅｔａｌｉｏｎｓ电荷载体理论比容量／（ｍＡｈ㊃ｇ－１）相对离子半径／ｎｍＬｉ＋３８６１．３２０．０６Ｎａ＋１１６５．７９０．０９５Ｈ＋２６８０１．３９０．１４８ＮＨ４＋１４８８．９７０．１４８Ａｌ３＋１９８６．６５０．０５３５Ｆ－１４１０．７２０．１３３Ｃｌ－７５５．９７０．１８１Ｉ－２１１．１９０．２２㊀㊀有机材料作为一类极具潜力的电极材料近年来被用于非金属离子电池，它具有理论比容量高㊁原料丰富㊁环境友好㊁价格低廉和结构设计灵活的优点，加之一些有机材料可以直接从动㊁植物中提取，或者经过有机合成方法加工而来，使得有机电极材料的整个循环过程实现了可持续性发展［２２－２７］㊂另外，与无机电极材料中锂离子嵌入／脱出反应不同，有机电极材料主要是基于有机活性位点和金属离子发生电化学反应来存储能量，理论上不受限于反应体系，对非金属离子都具有电化学活性㊂更重要的是，有机材料含有多个电化学活性基团，能够实现多个电子转移的氧化⁃还原反应，有效地提高了非金属离子有机电池的比容量［２８－３０］㊂近年来，越来越多的有机电极材料被开发出来用于非金属离子电池㊂目前报道的有机电极材料还包括导电聚合物㊁有机硫化物㊁有机自由基㊁亚胺类化合物㊁腈类化合物㊁偶氮化合物和具有超嵌锂能力的化合物等㊂从反应过程中电荷变化情况来看，可将有机电极材料大致分为三种类型，分别是ｎ⁃型㊁ｐ⁃型和双极性ｂｉｐｏｌａｒ型［３１－４０］（图１（ａ））㊂基于有机电极材料的类型及与载流子反应机理，非金属有机电池可以形成四种类型，即阳离子摇椅电池（ＲＣＢ）㊁阴离子电池（ＲＣＢ）㊁双离子电池（ＤＩＢ）和反向双离子电池（ＤＩＢ）（图１（ｂ））㊂将从非金属离子电池入手，系统总结了非金属离子（Ｈ＋㊁ＮＨ４＋㊁Ｘ－㊁ＭＶ２＋等）作为电荷载流子的非金属离子电池最新研究进展，旨在为未来非金属离子电池的设计开发以及提升非金属离子电池性能提供新的策略和途径㊂１㊀质子电池氢离子（质子或水合氢离子）载流子具有质量轻，尺寸小，储量丰富等优势，加之在水系酸性电解液中，氢离子可以通过氢键网络进行跳跃式的Ｇｒｏｔ⁃ｔｈｕｓｓ机制传导，从而确保了极高的离子电导率，有望为未来高容量㊁高倍率的储能器件提供新的解决方案［４１－４２］㊂其工作原理类似于锂离子电池，质子电池通过氢离子（质子或水合氢离子）载流子在充放电过程中在正极和负极之间嵌入和脱出来实现能量存储［４３－４５］㊂７６㊀化㊀学㊀研㊀究２０２４年图１㊀（ａ）ｎ⁃型㊁ｐ⁃型和双极性ｂｉｐｏｌａｒ电极的反应机理；（ｂ）阳离子摇椅式（ＲＣＢ）㊁阴离子摇椅式（ＲＣＢ）㊁双离子（ＤＩＢ）和反向（ＤＩＢ）电池模型Ｆｉｇ．１㊀（ａ）Ｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎ⁃，ｐ⁃ａｎｄｂｉｐｏｌａｒＥｌｅｃｔｒｏｄｅｓ．（ｂ）Ｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｍｏｄｅｌｓｂａｓｅｄｏｎｃａｔｉｏｎｉｃｒｏｃｋｉｎｇｃｈａｉｒ，ａｎｉｏｎｉｃｒｏｃｋｉｎｇｃｈａｉｒ，ｄｕａｌｉｏｎｓ㊀㊀与致密和刚性的无机材料相比，有机材料中柔性结构和π－π共轭可以有效地将电荷分布到其框架中，从而缓解了质子插入引起的强库仑相互作用㊂有机材料主要由轻元素组成，如Ｃ㊁Ｎ㊁Ｏ和Ｈ，使有机活性物质的摩尔质量小，可获得高的理论容量［４６－４７］㊂此外，通过引入官能团，如吸电子基团（－Ｃｌ㊁－Ｂｒ㊁－ＮＯ２㊁－ＣＮ和－Ｆ等）或供电子基团（－ＯＨ和－ＮＨ２等），研究者可以很方便地调控它们的电化学反应，提高质子存储效率［４８－４９］㊂Ｔａｏ等［５０］通过ＤＦＴ计算和实验证实了聚氨基蒽醌（ｐｏ⁃ｌｙ（ａｍｉｎｏａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ），ＰＮＡＱ）作为正极和负极时的反应活性位点（图２（ａ））㊂当作为负极时，蒽醌中羰基作为ｎ⁃型活性单元可以与氢离子结合㊂当作为正极时，与氨基相邻的苯环作为ｐ⁃型活性单元，从而实现ＳＯ２－４的吸附和脱附［５２］㊂因此，由ＰＡＮＱ电极和４ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４电解液组装的水系质子电池（Ａｑｕｅｏｕｓｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｙ，ＡＰＢ）表现出了较好的电化学性能㊂在１００Ｃ下的大电流密度下，该电池可获得７７ｍＡｈ㊃ｇ－１的放电比容量，并在５０Ｃ电流下循环５００圈后，电池的容量保持率仍高达７０％㊂此外，由于该体系的４ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４电解液表现出较低的凝固点（－７１ħ）㊂该电池体系低温性能也非常的优异，在－７０ħ其放电容量仍有６０．４ｍＡｈ㊃ｇ－１（图２（ｂ））㊂由于质子电池中较小的质子载流子具有快速的离子扩散动力学，即使电解质在低温下发生冻结，基于质子的可充电电池仍然可以获得优异的低温性能［５１］㊂Ｊｉ等［５２］报道了一种通过６２％的Ｈ３ＰＯ４电解质在－７８ħ及以下工作的高倍率水系质子电池（ＡＰＢ）㊂该电池是基于普鲁士蓝正极和ＭｏＯ３负极的摇椅电池，在充放电过程中，质子载流子在正极和负极之间发生嵌入反应㊂在－７８ħ下，ＡＰＢ全电池在４５０圈内表现出稳定的循环寿命（图２（ｃ）），高达８５％的库仑效率和可观的高功率性能㊂在－８８ħ下，ＡＰＢ仍能可释放３０％的室温比容量㊂即使在－７８ħ下ＡＰＢ软包电池几乎没有容量衰减（如图２（ｄ））㊂此外，电池组件原材料具有丰富的来源［５３］，这种ＡＰＢ的制造在成本和能源消耗方面非常具有竞争力，从而可为极地高寒地区和航空航天任务提供一种安全可靠的能源供给㊂Ｃｈｅｎ等［５４］设计了用于水系质子电池的苯醌（１，４⁃Ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ，ＢＱ）及其衍生物，其中四甲基苯醌（２，３，５，６⁃Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏ⁃１，４⁃ｑｕｉｎｏｎｅ，ＴＭ⁃ＢＱ）在１Ｃ时表现出约３００ｍＡｈ㊃ｇ－１的高比容量和超快的倍率性能㊂采用原位Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）并结合密度泛函理论（ＤＦＴ）计算研究了质子吸收前后ＴＭＢＱ的结构演变（图２（ｅ））㊂结果显示ＴＭＢＱ中的氧原子为Ｈ＋扩散形成了一个连续的迁移通道，而氢化后的扩散势垒降低为０．２６ｅＶ，从而使得Ｈ＋载流子具有较快的扩散动力学㊂基于此，由ＴＭＢＱ／ｒＧＯ正极㊁ＭｎＯ２＠石墨毡（ＧＦ）负极和混合电解液（０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４＋１ｍｏｌ／ＬＭｎ⁃ＳＯ４）组装的ＴＭＢＱ／ＭｎＯ２全电池，显示出超过２００００Ｗ㊃ｋｇ－１的高功率密度，以及超过４０００次循环的长寿命，并在５Ｃ大电流下容量保持率超过７７％的优异性能（图２（ｆ））㊂第１期张佳蕊等：非金属离子有机电池研究进展７７㊀图２㊀（ａ）ＰＮＡＱ结构［５１］；（ｂ）在不同温度下的充放电曲线［５２］；（ｃ）ＡＰＢ在－７８ħ电流密度为２５ｍＡ㊃ｇ－１时的循环性能；（ｄ）ＡＰＢ软包电池在－７８ħ下电流密度为２０ｍＡ㊃ｇ－１时的循环性能；（ｅ）ＴＭＢＱ正极在充电和放电过程中的原位ＸＲＤ［５４］；（ｆ）ＴＭＢＱ／ｒＧＯ正极㊁ＭｎＯ２＠石墨毡（ＧＦ）负极和混合电解液（０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４＋１ｍｏｌ／ＬＭｎＳＯ４）组成的全电池下的长循环性能［５４］Ｆｉｇ．２㊀（ａ）ＴｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰＮＡＱ［５１］；（ｂ）ＣｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｒｖｅｓｏｆＰＮＡＱｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ［５２］；（ｃ）ＣｙｃｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＡＰＢａｔａｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｆ２５ｍＡ㊃ｇ－１ｕｎｄｅｒ－７８ħ；（ｄ）ＣｙｃｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＡＰＢｐｕｎｃｈｃｅｌｌａｔａｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｆ２０ｍＡ㊃ｇ－１ｕｎｄｅｒ－７８ħ；（ｅ）Ｉｎ⁃ｓｉｔｕＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＴＭＢＱｃａｔｈｏｄｅｄｕｒｉｎｇｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ［５４］；（ｆ）ＬｏｎｇｃｙｃｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆｕｌｌｃｅｌｌｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆＴＭＢＱ／ｒＧＯａｎｏｄｅ，ＭｎＯ２＠ｇｒａｐｈｉｔｅｆｅｌｔ（ＧＦ）ｃａｔｈｏｄｅａｎｄａｍｉｘｅｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ（０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４＋１ｍｏｌ／ＬＭｎＳＯ４）［５４］２㊀铵根离子电池铵根离子电池因其较小的摩尔质量㊁无枝晶和低毒性等突出优势而受到研究者的关注㊂与金属电荷载流子相比，非金属电荷载流子ＮＨ４＋具有无限的资源，更有利于实现能源的可持续发展，且ＮＨ４＋具有较小的水合离子半径，在温和的电解液环境中对电极材料的结构影响较小，是一种理想的电荷载体［５５］㊂目前有关铵根离子电池的研究大多都集中在水溶液体系中，尽管水溶液中能够实现铵根离子超快的反应动力学，但其性能会受到本征析氢反应的影响［５６］㊂因此，研究者首先把目光放在非水体系的铵离子电池上㊂类普鲁士蓝化合物具有合成方法简单㊁稳定性高㊁成本低等优点，并表现出独特的立方结构和开放的离子传输通道，加之其种类繁多且结构稳定，因此被广泛用于可充电电池的电极材料并展现出优异的电化学性能㊂Ｓｈｕ等［５７］利用简单的共沉淀方法制备了富钾普鲁士蓝类似物（ＫＭｎＨＣＦ），然后借助离子交换方法获得了嵌入ＮＨ４＋的ＭｎＨＣＦ并将其用作铵根离子电池正极材料㊂ＸＲＤ测试表明在离子交换的过程中ＮＨ４＋的嵌入不会造成晶格结构畸变（图３（ａ））㊂在全电池测试中，研究人员以ＭｎＨＣＦ为正极材料，３，４，９，１０⁃苝四羧酸二亚胺（３，４，９，１０⁃ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃｄｉｉｍ⁃ｉｄｅ，ＰＴＣＤＩ）有机材料为负极材料，在双（三氟甲烷）磺７８㊀化㊀学㊀研㊀究２０２４年酰亚胺铵（ＮＨ４ＴＦＳＩ）为铵盐和四乙二醇二甲醚（ＴＥＧ⁃ＤＭＥ）为溶剂的有机电解液中，该全电池可以实现高达１０４ｍＡｈ㊃ｇ－１的储铵比容量，并在循环１００圈后的容量保持率高达９８％（图３（ｂ））㊂此外，Ａｌｓｈａｒｅｅｆ团队［５８］利用独特的氢键化学实现了一种可用于ＮＨ４＋离子存储的高反应活性有机框架材料ＡＱ－ＣＯＦ（图３（ｃ））㊂该材料在０．５Ａ㊃ｇ－１的电流密度下可获得２２０．４ｍＡｈ㊃ｇ－１的高比容量，并通过量化计算和非原位光谱研究首次揭示了ＮＨ４＋离子在ＡＱ－ＣＯＦ材料中通过氢键行为与羰基氧和吡嗪氮的反应机理，为设计高性能ＮＨ４＋离子电池的宿主材料提供了新的途径㊂除非水体系外，水系电池具有低成本㊁高安全㊁环保等优势，特别是高离子导电性使得水系铵离子电池具有快速充电和高功率密度㊂但考虑到许多电极材料在水环境中的不稳定性，要获得具有较高输出电位㊁且稳定的水系铵离子电池仍然是一个挑战㊂Ｊｉｎ等［５９］采用高浓度５．８ｍｏｌ／Ｌ的（ＮＨ４）２ＳＯ４作为电解质，六氰铁酸铜铵（Ｎ⁃ＣｕＨＣＦ）为正极，３，４，９，１０⁃苝⁃双（二甲酰亚胺）（ＰＴＣＤＩ）为负极组装水系铵离子电池㊂通过实验研究人员发现电解液的浓度增加将有利于削弱铵离子的水合作用，高浓度电解液（ＨＣＥ）提供了较宽的电化学窗口，使得ＮＨ４＋能够高度可逆地插入／脱出Ｎ⁃Ｃｕ⁃ＨＣＦ正极和ＰＴＣＤＩ负极［６０］㊂所组装的ＰＴＣＤＩ／／Ｎ⁃Ｃｕ⁃ＨＣＦ全电池在ＨＣＥ电解液中显示出较高工作电压范围（平均放电电压约为１．０Ｖ）㊂并且由于ＮＨ４＋具有快速离子迁移率，该全电池还展示出较好的倍率性能，在１０Ｃ电流条件下全电池经１０００次循环后容量保持率为７２％，库仑效率高达９９．２％（图３（ｄ））㊂图３㊀（ａ）电池正极材料ＭｎＨＣＦ的ＸＲＤ图［５７］；（ｂ）在３０ｍＡ㊃ｇ－１下以ＭｎＨＣＦ为正极，ＰＴＣＤＩ为负极，ＮＨ４ＴＦＳＩ⁃ＴＥＧＤＭＥ为电解液的全电池的循环性能［５７］；（ｃ）ＡＱ⁃ＣＯＦ合成示意图［５８］（ｄ）ＡＱ⁃ＣＯＦ在１０Ｃ电流下的长循环性能［５８］Ｆｉｇ．３㊀（ａ）ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｅｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌＭｎＨＣＦ［５７］；（ｂ）Ｃｙｃｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｆｕｌｌｃｅｌｌｕｎｄｅｒａｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｆ３０ｍＡ㊃ｇ－１ｗｉｔｈＭｎＨＣＦａｓｔｈｅｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌ，ＰＴＣＤＩａｓｔｈｅａｎｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄＮＨ４ＴＦＳＩ⁃ＴＥＧＤＭＥａｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ［５７］；（ｃ）ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＡＱ⁃ＣＯＦｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［５８］；（ｄ）ＬｏｎｇｃｙｃｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＡＱ⁃ＣＯＦａｔａｃｕｒｒｅｎｔｏｆ１０Ｃ［５８］３㊀卤素离子电池使用卤化物作为阴离子载流子的摇椅式电池，由于其成本低以及工作电位高，被视为下一代极具发展前景的非金属离子电池之一㊂由于氟化物和氯化物具有较高的理论能量密度和输出电压，在过去几年里，氟化物和氯化物的阴离子电池，引起了研究者们越来越多的兴趣［６１－６２］㊂一些单卤素阴离子（如Ｆ－和Ｃｌ－）被用来作为载流子用于卤素离子有机电池㊂近日，ＨｉｒｏｙｕｋｉＮｉｓｈｉｄｅ等［６３］报道了一种具有强氧化还原活性的聚（三吡啶并亚甲基三苯乙炔）（ｐｏｌｙ（ｔｒｉｐｙｒｉｄｉｎｉｏｍｅｓｉｔｙｌｅｎｅ，ＰＴＰＭ）（图４（ａ）），被研究人员称之为 自由基聚合物 ，它能够实现高的电子传输和高的自由基活性，并可以实现高速的电荷储存㊂这第１期张佳蕊等：非金属离子有机电池研究进展７９㊀类紫精聚合物在０．１ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ水溶液中，分别在－０．４Ｖ和－０．８Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ）时表现出可逆的双电子氧化还原能力㊂在１２０Ｃ（２１Ａ㊃ｇ－１）电流密度下可循环５０００圈㊂当以电聚合１００ｎｍ的ＰＴＰＭ聚合物层作为负极，厚度为２００ｎｍ的聚（２，２，６，６⁃四甲基哌啶氧基⁃４⁃甲基丙烯酸酯）（ｐｏｌｙ（２，２，６，６⁃Ｔｅｔｒａ⁃ｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｙｌｏｘｙＭｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ），ＰＴＭＡ）为正极组装的卤素离子电池㊂电化学测试显示该电池在５Ａ㊃ｇ－１（６０Ｃ）下可以获得１６５ｍＡｈ㊃ｇ－１，并在１２００Ｃ大电流下容量保持率高达６３％，显示出优异的倍率性能（图４（ｂ））㊂除单卤素阴离子为，大多数研究工作采用多原子卤素阴离子（如［ＭｇＣｌ３］－㊁［ＡｌＣｌ４］－等）用作载流子的卤素离子电池㊂Ｙａｍａｕｃｈｉ等［６４］提出采用一种具有协同氧化还原活性的Ｃ＝Ｏ／Ｃ＝Ｎ中心和π－π共轭的杂环共轭的聚合物（ｐｏｌｙ（４，５⁃ｄｉｈｙｄｒｏ⁃ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏ［４，５⁃ａｂｃ］ｐｙｒａｚｉｎｏ［２，３⁃ｉ］ｐｈｅｎａｚｉｎｅ⁃１０，１５⁃ｄｉｏｎｅ，ＰＹＴＱ）用于多原子铝卤素阴离子电池（图４（ｃ））㊂密度泛函理论（ＤＦＴ）和非原位实验研究表明，聚合物中的Ｃ＝Ｎ位不仅有助于良好的π共轭，而且增强了Ｃ＝Ｏ位的氧化还原反应活性，使ＰＹＴＱ聚合物在电解液中的每个重复单元可以容纳多达４个ＡｌＣｌ２（ｕｒｅａ）２＋㊂由于Ｃ＝Ｏ和Ｃ＝Ｎ的协同氧化还原中心㊁π共轭刚性结构和导电碳纳米管（ＣＮＴｓ）通道，ＰＹＴＱ聚合物正极不仅在０．１Ａ㊃ｇ－１电流下可以获得２９５ｍＡｈ㊃ｇ－１的比容量，在１Ａ㊃ｇ－１大电流下，４０００次循环后仍然可以保持８５ｍＡｈ㊃ｇ－１的可逆比容量㊂同时，该聚合物在不同的电流密度下（０．１㊁０．２㊁０．５㊁１㊁２Ａ㊃ｇ－１），比能量密度分别为４１３㊁２９１㊁２１４和１６８Ｗｈ㊃ｋｇ－１，显示该聚合物具有优异的能量密度和长循环稳定性（图４（ｄ））㊂图４㊀（ａ）ＰＴＰＭ结构［６２］；（ｂ）ＰＴＰＭ／ＰＴＡｍ电池在５Ａ㊃ｇ－１（６０Ｃ）的氯化钠水溶液电解质中的充放电曲线（插图显示ＰＴＰＭ／ＰＴＡｍ电池在５０ｍＶｓ－１的扫描速率下的循环伏安图）［６２］；（ｃ）具有协同Ｃ＝Ｏ和Ｃ＝Ｎ氧化还原中心的共轭聚合物ＰＹＴＱ结构［６３］；（ｄ）ＰＹＴＱ在不同电流密度下的速率性能［６３］Ｆｉｇ．４㊀（ａ）ＴｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰＴＰＭ［６２］；（ｂ）Ｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｒｖｅｓｏｆＰＴＰＭ／ＰＴＡｍｆｕｌｌｃｅｌｌｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｄｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅａｔａｃｕｒｒｅｎｔｏｆ５Ａ㊃ｇ－１（６０Ｃ）（ｉｎｓｅｔｓｈｏｗｓｃｙｃｌｉｃｖｏｌｔａｍｍｏｇｒａｍｏｆＰＴＰＭ／ＰＴＡｍｃｅｌｌａｔａｓｃａｎｒａｔｅｏｆ５０ｍＶｓ－１）［６２］；（ｃ）ＣｏｎｊｕｇａｔｅｄｐｏｌｙｍｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰＹＴＱｗｉｔｈｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃＣ＝ＯａｎｄＣ＝Ｎｒｅｄｏｘｃｅｎｔｅｒｓ［６３］；（ｄ）ＲａｔｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰＹＴＱａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｉｅｓ［６３］８０㊀化㊀学㊀研㊀究２０２４年４㊀其他非金属阳离子电池除了质子电池㊁铵根阳离子电池和卤素离子电池，其他新型非金属阳离子电池的研究也逐渐受到研究者的关注㊂Ｊｉ等［６５］发现甲基紫精阳离子（ＭＶ２＋）能够在３，４，９，１０⁃四羧酸二酐（ＰＴＣＤＡ）有机电极材料中实现可逆嵌入和脱出的电化学反应㊂当电流从１００ｍＡ㊃ｇ－１增加到２０００ｍＡ㊃ｇ－１时，其容量保持率达到６０％，显示了甲基紫精阳离子（ＭＶ２＋）具有良好的反应动力学性能㊂当在２０００ｍＡ㊃ｇ－１的大电流下，ＰＴＣＤＡ有机电极材料可以获得６６．７ｍＡｈ㊃ｇ－１的可逆比容量（图５（ａ，ｂ））㊂此外，有机分子ＭＶ２＋的体积很大，但在充放电过程中曲线的形状在电流增加时基本保持不变，显示了ＭＶ２＋在ＰＴＣＤＡ有机晶体中具有快速传输能力，几乎与嵌入金属离子载流子和铵离子载流子的速率相当，从而显示了ＭＶ２＋具有良好的电化学反应动力学㊂通过恒电流间歇性滴定技术（ＰｕｒｐｏｓｅｏｆＧａｌｖａｎｏｓｔａｔｉｃＩｎｔｅｒ⁃ｍｉｔｔｅｎｔＴｉｔｒａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅ，ＧＩＴＴ）分析了ＭＶ２＋载流子在ＰＴＣＤＡ中扩散的动力学（图５（ｃ））㊂发现其与特定的ＳＯＣ有很大关系，最小的扩散系数的最小值对应于充电过程的潜在高压［６６－６７］㊂令人惊讶的是，尽管ＭＶ２＋分子的体积很大，但其扩散系数却与水系离子电池中的载流子相当（图５（ｄ））㊂进一步结合第一性原理密度泛函理论计算发现甲基紫精阳离子与ＰＴＣＤＡ之间含有较强的相互作用，几乎超出纯离子键而可能存在很大程度的共价键作用，从而使得较大体积的ＭＶ２＋在有机电极材料中几乎显示出与无机金属离子相媲美的电化学动力学特性㊂该研究不但将传统的无机载流子拓展到有机阳离子载流子，也展现了有机载流子在有机电池的应用㊂图５㊀（ａ）ＰＴＣＤＡ电极材料的电化学倍率性能和库伦效率［６４］；（ｂ）ＰＴＣＤＡ在不同电流密度下的充放电曲线；（ｃ）第３１次充电过程中的ＧＩＴＴ曲线；（ｄ）离子在ＰＴＣＤＡ材料中的扩散系数Ｆｉｇ．５㊀（ａ）ＲａｔｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄＣＥｏｆＰＴＣＤＡ［６５］；（ｂ）ＧＣＤｃｕｒｖｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｒｅｎｔｒａｔｅｓ；（ｃ）ＧＩＴＴｃｕｒｖｅｓｄｕｒｉｎｇ３１ｓｔｃｈａｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓ；（ｄ）ＩｏｎｉｃｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＰＴＣＤＡ５㊀总结与展望随着非金属离子电池的不断发展，促使研究人员在二次电池的研究领域的扩宽，并以应用广泛㊁成本低廉的优势成为未来规模储能应用的有力候选之一［６８］㊂但是，与金属离子电池比较而言，非金属离子电池仍处于基础研究阶段，距离实际应用还有很长的研究之路，电化学性能仍需进一步提升㊂第１期张佳蕊等：非金属离子有机电池研究进展８１㊀未来的非金属离子电池将在新的反应机理以及新的非金属载流子和电极材料这两方面，为离子电池的载流子和电极材料提供多样化的选择㊂非金属载流子电池本身就具有安全性，通过研究不同种类的非金属载流子与各种电极材料结合，可实现大规模储存㊂然而，在能量密度㊁功率密度和循环寿命等方面的优化仍然存在挑战，特别是在大规模储能领域和高能量密度电池的应用中㊂考虑到水系电解液对能量密度的内在限制，优化的基础主要是扩展电解液电化学稳定窗口和选择合适的电极材料㊂重要的是，需要更全面的研究来了解非金属载流子与电极骨架之间的相互作用，设计原子级相互作用模型和载流子与宿主材料之间的能量交换机制㊂探索新的电化学反应，开发新型的非金属载流子与电极材料将为先进电池提供多样化的选择㊂参考文献：［１］ＰＥＲＶＥＥＮＴ，ＳＩＤＤＩＱＭ，ＳＨＡＨＺＡＤＮ，ｅｔａｌ．Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎａｎｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｓｏｄｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ⁃ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＲｅｎｅｗａｂｌｅａｎｄＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｖｉｅｗｓ，２０２０，１１９：１０９５４９．［２］ＣＨＡＯＤＬ，ＦＡＮＨＪ．Ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｐｓｅｕｄｏｃａｐａｃｉｔｉｖｅｂｅｈａｖｉｏｒｐｏｗｅｒｓａｑｕｅｏｕｓｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ，２０１９，５（６）：１３５９⁃１３６１．［３］曹翊，王永刚，王青，等．水系钠离子电池的现状及展望［Ｊ］．储能科学与技术，２０１６，５（３）：３１７⁃３２３．ＣＡＯＹ，ＷＡＮＧＹＧ，ＷＡＮＧＱ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｑｕｅｏｕｓｓｏｄｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，５（３）：３１７⁃３２３．［４］ＪＩＸＬ．Ａｐａｒａｄｉｇｍｏｆｓｔｏｒａｇｅｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１９，１２（１１）：３２０３⁃３２２４．［５］ＥＦＴＥＫＨＡＲＩＡ．Ｈｉｇｈ⁃ｅｎｅｒｇｙａｑｕｅｏｕｓｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１８，８（２４）：１８０１１５６．［６］ＧＥＮＧＬＳ，ＷＡＮＧＸＰ，ＨＡＮＫ，ｅｔａｌ．Ｅｕｔｅｃｔｉｃｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｉｎａｄｖａｎｃｅｄｍｅｔａｌ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＡＣＳＥｎｅｒｇｙＬｅｔｔｅｒｓ，２０２２，７（１）：２４７⁃２６０．［７］ＶＯＮＷＡＬＤＣＲＥＳＣＥＡ，ＸＵＫ．Ａｑｕｅｏｕｓｌｉｔｈｉｕｍ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｎＥｎｅｒｇｙ，２０２１，３（５）：７２１⁃７５１．［８］ＺＨＡＮＧＨ，ＴＡＮＸＰ，ＬＩＨＨ，ｅｔａｌ．Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｐｏｌｙａｎｉｏｎｉｃｃａｔｈｏｄｅｓｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｄｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０２１，１４（１１）：５７８８⁃５８００．［９］ＺＨＡＮＧＸ，ＸＩＯＮＧＴ，ＨＥＢ，ｅｔａｌ．Ｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓａｎｄｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓｉｎａｑｕｅｏｕｓｐｏｔａｓｓｉｕｍ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０２２，１５（９）：３７５０⁃３７７４．［１０］ＤＥＮＧＭ，ＷＡＮＧＬＱ，ＶＡＧＨＥＦＩＮＡＺＡＲＩＢ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈ⁃ｅｎｅｒｇｙａｎｄｄｕｒａｂｌｅａｑｕｅｏｕｓｍａｇｎｅｓｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ：ｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓａｎｄｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，４３：２３８⁃２４７．［１１］ＣＨＥＮＹ，ＧＯＮＧＸＬ，ＧＡＩＪＧ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｉｎｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｌａｒｇｅ⁃ａｒｅａｇｒａｐｈｅｎｅｆｉｌｍｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＳｃｉｅｎｃｅ，２０１６，３（８）：１５００３４３．［１２］ＬＩＣ，ＪＩＮＳ，ＡＲＣＨＥＲＬＡ，ｅｔａｌ．Ｔｏｗａｒｄｐｒａｃｔｉｃａｌａｑｕｅｏｕｓｚｉｎｃ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｌｅ，２０２２，６（８）：１７３３⁃１７３８．［１３］ＨＥＩＤＡＲＩＳ，ＭＯＨＡＭＭＡＤＩＳＳ，ＯＢＥＲＯＩＡＳ，ｅｔａｌ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆａｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｙｗｉｔｈａｎａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙ，２０１８，４３（１２）：６１９７⁃６２０９．［１４］ＬＩＷ，ＤＡＨＮＪＲ，ＷＡＩＮＷＲＩＧＨＴＤＳ．Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓｗｉｔｈａｑｕｅｏｕｓｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９４，２６４（５１６２）：１１１５⁃１１１８．［１５］ＪＩＡＮＧＨ，ＳＨＩＮＷ，ＭＡＬ，ｅｔａｌ．Ａｈｉｇｈ⁃ｒａｔｅａｑｕｅｏｕｓｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｙｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇｐｏｗｅｒｂｅｌｏｗ－７８ħｖｉａａｎｕｎｆｒｏｚｅｎｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，１０（２８）：２０００９６８．［１６］ＬＩＴ，ＬＩＭＱ，ＬＩＨ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈ⁃ｖｏｌｔａｇｅａｎｄｌｏｎｇ⁃ｌａｓｔｉｎｇａｑｕｅｏｕｓｃｈｌｏｒｉｎｅ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｂｙｖｉｒｔｕｅｏｆ ｗａｔｅｒ⁃ｉｎ⁃ｓａｌｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ［Ｊ］．ｉＳｃｉｅｎｃｅ，２０２１，２４（１）：１０１９７６．［１７］ＹＡＮＬ，ＱＩＹＥ，ＤＯＮＧＸＬ，ｅｔａｌ．Ａｍｍｏｎｉｕｍ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｗｉｔｈａｗｉｄｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｉｎｄｏｗｆｒｏｍ－４０ｔｏ８０ħ［Ｊ］．ｅＳｃｉｅｎｃｅ，２０２１，１（２）：２１２⁃２１８．［１８］ＬＩＡＮＧＧＪ，ＭＯＦＮ，ＪＩＸＬ，ｅｔａｌ．Ｎｏｎ⁃ｍｅｔａｌｌｉｃｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓｆｏｒａｑｕｅｏｕｓｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＮａｔｕｒｅＲｅｖｉｅｗｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，６（２）：１０９⁃１２３．［１９］ＳＡＮＤＳＴＲＯＭＳＫ，ＣＨＥＮＸ，ＪＩＸＬ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｈａｌｉｄｅｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓｆｏｒｒｏｃｋｉｎｇ⁃ｃｈａｉｒａｎｄｄｕａｌ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｎＥｎｅｒｇｙ，２０２１，３（４）：６２７⁃６５３．［２０］ＷＵＸＹ，ＨＯＮＧＪＪ，ＳＨＩＮＷ，ｅｔａｌ．Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ⁃ｆｒｅｅＧｒｏｔｔｈｕｓｓｔｏｐｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｆｏｒｈｉｇｈ⁃ｒａｔｅａｎｄｌｏｎｇ⁃ｌｉｆｅｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＮａｔｕｒｅＥｎｅｒｇｙ，２０１９，４（２）：１２３⁃１３０．［２１］ＷＡＮＧＸＦ，ＸＩＥＹＭ，ＴＡＮＧＫ，ｅｔａｌ．Ｒｅｄｏｘｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｔｒｉｏｘｉｄｅｆｏｒｕｌｔｒａｆａｓｔｈｙｄｒｏｇｅｎ⁃ｉｏｎｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，２０１８，５７（３６）：１１５６９⁃１１５７３．［２２］ＳＡＮＯＮ，ＴＯＭＩＴＡＷ，ＨＡＲＡＳ，ｅｔａｌ．Ｐｏｌｙｖｉｏｌｏｇｅｎｈｙｄｒｏｇｅｌｗｉｔｈｈｉｇｈ⁃ｒａｔｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙｆｏｒａｎｏｄｅｓｔｏｗａｒｄａｎａｑｕｅｏｕｓｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ⁃ｔｙｐｅａｎｄｏｒｇａｎｉｃ⁃ｂａｓｅｄｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１３，５（４）：１３５５⁃１３６１．［２３］ＳＯＮＧＺＰ，ＺＨＯＵＨＳ．Ｔｏｗａｒｄｓｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｎｄｖｅｒｓａｔｉｌｅｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｄｅｖｉｃｅｓ：ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１３，６（８）：２２８０⁃２３０１．［２４］ＷＡＩＮＡＪ，ＷＩＬＤＧＯＯＳＥＧＧ，ＨＥＡＬＤＣＧＲ，ｅｔａｌ．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥＳＲａｎｄｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｉｃｓｔｕｄｉｅｓｏｆｌｉｔｈｉｕｍ８２㊀化㊀学㊀研㊀究２０２４年ｉｏｎｐａｉｒｉｎｇｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｏｇｅｎｅｒａｔｅｄ９，１０⁃ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅｒａｄｉｃａｌａｎｉｏｎｓｅｉｔｈｅｒｆｒｅｅｉｎａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｒｃｏｖａｌｅｎｔｌｙｂｏｕｎｄｔｏｍｕｌｔｉｗａｌｌｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＢ，２００５，１０９（９）：３９７１⁃３９７８．［２５］ＣＨＥＮＹ，ＺＨＵＯＳＭ，ＬＩＺＹ，ｅｔａｌ．Ｒｅｄｏｘｐｏｌｙｍｅｒｓｆｏｒｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｍｅｔａｌ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｈｅｍ，２０２０，２（２）：１０００３０．［２６］ＳＯＮＧＺＰ，ＺＨＯＵＨＳ．Ｔｏｗａｒｄｓｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｎｄｖｅｒｓａｔｉｌｅｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｄｅｖｉｃｅｓ：ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１３，６（８）：２２８０⁃２３０１．［２７］ＣＨＥＮＨＮ，ＣＯＮＧＧＴ，ＬＵＹＣ．Ｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｏｒｇａｎｉｃｒｅｄｏｘｆｌｏｗｂａｔｔｅｒｉｅｓ：ａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓａｎｄｍｅｍｂｒａｎｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｙＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１８，２７（５）：１３０４⁃１３２５．［２８］ＫＩＭＪ，ＫＯＳ，ＮＯＨＣ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅｃｏｆａｃｔｏｒａｓａｒｅｄｏｘ⁃ａｃｔｉｖｅｍｏｔｉｆｆｏｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，２０１９，５８（４７）：１６７６４⁃１６７６９．［２９］ＱＵＡＮＭ，ＳＡＮＣＨＥＺＤ，ＷＡＳＹＬＫＩＷＭＦ，ｅｔａｌ．Ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙｏｆｑｕｉｎｏｎｅｓｉｎｕｎｂｕｆｆｅｒｅｄａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ：ｒｅａｓｓｅｓｓｉｎｇｔｈｅｒｏｌｅｓｏｆｐｒｏｔｏｎｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｉｎｇｉｎｔｈｅａｑｕｅｏｕｓｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｑｕｉｎｏｎｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００７，１２９（４２）：１２８４７⁃１２８５６．［３０］ＴＯＭＡＩＴ，ＭＩＴＡＮＩＳ，ＫＯＭＡＴＳＵＤ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔａｌ⁃ｆｒｅｅａｑｕｅｏｕｓｒｅｄｏｘｃａｐａｃｉｔｏｒｖｉａｐｒｏｔｏｎｒｏｃｋｉｎｇ⁃ｃｈａｉｒｓｙｓｔｅｍｉｎａｎｏｒｇａｎｉｃ⁃ｂａｓｅｄｃｏｕｐｌｅ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０１４，４（１）：３５９１．［３１］ＬＩＡＮＧＹＬ，ＴＡＯＺＬ，ＣＨＥＮＪ．Ｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１２，２（７）：７４２⁃７６９．［３２］ＮＯＫＡＭＩＴ，ＭＡＴＳＵＯＴ，ＩＮＡＴＯＭＩＹ，ｅｔａｌ．Ｐｏｌｙｍｅｒ⁃ｂｏｕｎｄｐｙｒｅｎｅ⁃４，５，９，１０⁃ｔｅｔｒａｏｎｅｆｏｒｆａｓｔ⁃ｃｈａｒｇｅａｎｄ⁃ｄｉｓｃｈａｒｇｅｌｉｔｈｉｕｍ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１２，１３４（４８）：１９６９４⁃１９７００．［３３］ＨＡＮＸ，ＣＨＡＮＧＣ，ＹＵＡＮＬ，ｅｔａｌ．Ａｒｏｍａｔｉｃｃａｒｂｏｎｙｌｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒｓａｓｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＬｉ⁃ｉｏｎｓｔｏｒａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００７，１９（１２）：１６１６⁃１６２１．［３４］ＡＣＫＥＲＰ，ＲＺＥＳＮＹＬ．ＭａｒｃｈｉｏｒｉＣＦＮａｒａｕｊｏＣＭｅｓｓｅｒＢ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１９，２９：１９０６４３６．［３５］ＭＡＴＳＵＮＡＧＡＴ，ＫＵＢＯＴＡＴ，ＳＵＧＩＭＯＴＯＴ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｔｈｉｕｍｓｅｃｏｎｄａｒｙｂａｔｔｅｒｉｅｓｕｓｉｎｇｃａｔｈｏｄｅａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｔｒｉｑｕｉｎｏｘａｌｉｎｙｌｅｎｅｓｅｘｈｉｂｉｔｉｎｇｓｉｘｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＬｅｔｔｅｒｓ，２０１１，４０（７）：７５０⁃７５２．［３６］ＦＥＮＧＪＫ，ＣＡＯＹＬ，ＡＩＸＰ，ｅｔａｌ．Ｐｏｌｙｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ：ａｈｉｇｈｐｏｗｅｒａｎｄｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２００８，１７７（１）：１９９⁃２０４．［３７］ＳＰＥＥＲＭＥ，ＫＯＬＥＫＭ，ＪＡＳＳＯＹＪＪ，ｅｔａｌ．Ｔｈｉａｎｔｈｒｅｎｅ⁃ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｐｏｌｙｎｏｒｂｏｒｎｅｎｅｓａｓｈｉｇｈ⁃ｖｏｌｔａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｏｒｇａｎｉｃｃａｔｈｏｄｅ⁃ｂａｓｅｄｄｕａｌ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１５，５１（８３）：１５２６１⁃１５２６４．［３８］ＳＨＩＭＪ，ＨＥＪ，ＺＨＡＯＹ，ｅｔａｌ．Ｉｎ⁃ｓｉｔｕＲａｍａｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｈｅｎａｚｉｎｅ⁃ｂａｓｅｄｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｎａｑｕｅｏｕｓｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｄｅｓｉｇｎ，２０２２，２２２：１１１０４３．［３９］ＫＯＬＥＫＭ，ＯＴＴＥＮＹＦ，ＢＥＣＫＩＮＧＪ，ｅｔａｌ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｈａｒｇｅ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅｏｆｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ）⁃ｂａｓｅｄＬｉ⁃ｏｒｇａｎｉｃｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１８，３０（１８）：６３０７⁃６３１７．［４０］ＳＯＮＧＺＰ，ＺＨＯＵＨＳ．Ｔｏｗａｒｄｓｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｎｄｖｅｒｓａｔｉｌｅｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｄｅｖｉｃｅｓ：ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１３，６（８）：２２８０⁃２３０１．［４１］ＯＨＫＯＳＨＩＳＩ，ＮＡＫＡＧＡＷＡＫ，ＴＯＭＯＮＯＫ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈｐｒｏｔｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｉｎＰｒｕｓｓｉａｎｂｌｕｅａｎａｌｏｇｕｅｓａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｅｆｆｅｃｔｂｙｍａｇｎｅｔｉｃｏｒｄｅｒｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１０，１３２（１９）：６６２０⁃６６２１．［４２］ＺＨＡＯＱＨ，ＳＯＮＧＡＹ，ＺＨＡＯＷＧ，ｅｔａｌ．ＢｏｏｓｔｉｎｇｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｏｆａｑｕｅｏｕｓｂａｔｔｅｒｉｅｓｖｉａｆａｃｉｌｅＧｒｏｔｔｈｕｓｓｐｒｏｔｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，２０２１，６０（８）：４１６９⁃４１７４．［４３］ＷＩＬＬＩＡＭＳＤＬ，ＢＹＲＮＥＪＪ，ＤＲＩＳＣＯＬＬＪＳ．Ａｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｌｉｔｈｉｕｍ／ｄｉｃｈｌｏｒｏｉｓｏｃｙａｎｕｒｉｃａｃｉｄｂａｔｔｅｒｙｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，１９６９，１１６（１）：２⁃４．［４４］ＰＥＮＧＸＣ，ＧＵＯＨＣ，ＲＥＮＷＨ，ｅｔａｌ．Ｖａｎａｄｉｕｍｈｅｘａｃｙａｎｏｆｅｒｒａｔｅａｓｈｉｇｈ⁃ｃａｐａｃｉｔｙｃａｔｈｏｄｅｆｏｒｆａｓｔｐｒｏｔｏｎｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０２０，５６（７９）：１１８０３⁃１１８０６．［４５］ＷＡＮＧＸＦ，ＢＯＭＭＩＥＲＣ，ＪＩＡＮＺＬ，ｅｔａｌ．Ｈｙｄｒｏｎｉｕｍ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｗｉｔｈｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅｃｒｙｓｔａｌｓａｓａｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，２０１７，５６（１１）：２９０９⁃２９１３．［４６］ＷＵＳＣ，ＣＨＥＮＪＢ，ＳＵＺ，ｅｔａｌ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｒｏｗｄｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｆｏｒｓｔａｂｌｅｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｓｍａｌｌ，２０２２，１８（４５）：２２０２９９２．［４７］ＸＩＯＮＧＦＹ，ＴＡＮＳＳ，ＹＡＯＸＨ，ｅｔａｌ．Ｃｒｙｓｔａｌｄｅｆｅｃｔｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｎｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｎｏｎ⁃ｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ：ｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＴｏｄａｙ，第１期张佳蕊等：非金属离子有机电池研究进展８３㊀２０２１，４５：１６９⁃１９０．［４８］ＹＡＮＧＸＲ，ＮＩＹＸ，ＬＵＹ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｑｕｉｎｏｎｅ⁃ｂａｓｅｄａｎｏｄｅｓｗｉｔｈｒａｐｉｄｋｉｎｅｔｉｃｓｆｏｒｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，２０２２，６１（３９）：ｅ２０２２０９６４２．［４９］ＫＩＭＨ，ＫＷＯＮＪＥ，ＬＥＥＢ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｏｒｇａｎｉｃｃａｔｈｏｄｅｆｏｒｓｏｄｉｕｍｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１５，２７（２１）：７２５８⁃７２６４．［５０］ＺＨＡＮＧＸＫ，ＸＩＡＭＴ，ＹＵＨＸ，ｅｔａｌ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄｕｌｔｒａ⁃ｓｔａｂｌｅａｎｄｆａｓｔａｑｕｅｏｕｓＮＨ４＋ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｎａｎｏ⁃ＭｉｃｒｏＬｅｔｔｅｒｓ，２０２１，１３（１）：１３９．［５１］ＳＵＮＴＡ，ＤＵＨＨ，ＺＨＥＮＧＳＢ，ｅｔａｌ．Ｂｉｐｏｌａｒｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｙｍｅｒｆｏｒｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｑｕｅｏｕｓｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｙ［Ｊ］．ＳｍａｌｌＭｅｔｈｏｄｓ，２０２１，５（８）：２１００３６７．［５２］ＺＨＵＸＭ，ＬＩＵＸＬ，ＤＥＮＧＷＷ，ｅｔａｌ．Ｐｅｒｙｌｅｎｅｄｉｉｍｉｄｅｄｙｅｓａｓａｃｈｅａｐａｎｄｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｃａｔｈｏｄｅｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１６，１７５：１９１⁃１９４．［５３］ＷＥＲＮＥＲＤ，ＡＰＡＹＤＩＮＤＨ，ＷＩＥＬＥＮＤＤ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｏｒｄｅｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｉｎａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅｔｈｉｎｆｉｌｍｓａｎｄｉｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｓｏｄｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＣ，２０２１，１２５（７）：３７４５⁃３７５７．［５４］ＷＵＸＹ，ＪＩＮＳＦ，ＺＨＡＮＧＺＺ，ｅｔａｌ．Ｕｎｒａｖｅｌｉｎｇｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｙｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒｓｏｄｉｕｍ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅＡｄｖａｎｃｅｓ，２０１５，１（８）：ｅ１５００３３０．［５５］ＣＨＥＮＸＤ，ＺＨＡＮＧＨ，ＬＩＵＪＨ，ｅｔａｌ．Ｖａｎａｄｉｕｍ⁃ｂａｓｅｄｃａｔｈｏｄｅｓｆｏｒａｑｕｅｏｕｓｚｉｎｃ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ：ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｄｅｓｉｇｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，５０：２１⁃４６．［５６］ＺＨＡＮＧＸＫ，ＸＩＡＭＴ，ＹＵＨＸ，ｅｔａｌ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄ⁃ａｓｓｉｓｔｅｄｕｌｔｒａ⁃ｓｔａｂｌｅａｎｄｆａｓｔａｑｕｅｏｕｓＮＨ４＋ｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｎａｎｏ⁃ＭｉｃｒｏＬｅｔｔｅｒｓ，２０２１，１３（１）：１３９．［５７］ＴＩＡＮＺＮ，ＫＡＬＥＶＳ，ＷＡＮＧＹＺ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈ⁃ｃａｐａｃｉｔｙＮＨ４＋ｃｈａｒｇｅｓｔｏｒａｇｅｉｎｃｏｖａｌｅｎｔｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０２１，１４３（４５）：１９１７８⁃１９１８６．［５８］ＨＡＮＪ，ＺＡＲＲＡＢＥＩＴＩＡＭ，ＭＡＲＩＡＮＩＡ，ｅｔａｌ．Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｅｎａｂｌｉｎｇｓｔａｂｌｅａｑｕｅｏｕｓａｍｍｏｎｉｕｍ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，３４（３２）：２２０１８７７．［５９］ＬＩＡＮＧＧＪ，ＭＯＦＮ，ＪＩＸＬ，ｅｔａｌ．Ｎｏｎ⁃ｍｅｔａｌｌｉｃｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓｆｏｒａｑｕｅｏｕｓｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＮａｔｕｒｅＲｅｖｉｅｗｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，６（２）：１０９⁃１２３．［６０］ＰＥＲＴＩＣＡＲＡＲＩＳ，ＧＲＡＮＧＥＥ，ＤＯＩＺＹＴ，ｅｔａｌ．ＦｕｌｌｏｒｇａｎｉｃａｑｕｅｏｕｓｂａｔｔｅｒｙｂａｓｅｄｏｎＴＥＭＰＯｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌｅｗｉｔｈｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ⁃ｔｈｉｃｋｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１９，３１（６）：１８６９⁃１８８０．［６１］ＴＩＡＮＺＮ，ＫＡＬＥＶＳ，ＷＡＮＧＹＺ，ｅｔａｌ．Ｈｉｇｈ⁃ｃａｐａｃｉｔｙＮＨ４＋ｃｈａｒｇｅｓｔｏｒａｇｅｉｎｃｏｖａｌｅｎｔｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０２１，１４３（４５）：１９１７８⁃１９１８６．［６２］ＷＵＷＬ，ＸＵＳＣ，ＬＩＮＺＲ，ｅｔａｌ．Ａｐｏｌｙｂｒｏｍｉｄｅｃｏｎｆｉｎｅｒｗｉｔｈｓｅｌｅｃｔｉｖｅｂｒｏｍｉｄｅｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｆｏｒｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｑｕｅｏｕｓｚｉｎｃ⁃ｂｒｏｍｉｎｅｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，４９：１１⁃１８．［６３］ＰＥＮＧＸＹ，ＸＩＥＹ，ＢＡＫＴＡＳＨＡ，ｅｔａｌ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃｃｏｎｊｕｇａｔｅｄｐｏｌｙｍｅｒｎａｎｏａｒｃｈｉｔｅｃｔｏｎｉｃｓｗｉｔｈｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｒｅｄｏｘ⁃ａｃｔｉｖｅｓｉｔｅｓｆｏｒｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｌｕｍｉｎｉｕｍｏｒｇａｎｉｃｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，２０２２，６１（２５）：ｅ２０２２０３６４６．［６４］ＷＥＩＺＸ，ＳＨＩＮＷ，ＪＩＡＮＧＨ，ｅｔａｌ．Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｖｉｏｌｏｇｅｎａｓａｄｉｃａｔｉｏｎｉｃｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｉｎａｑｕｅｏｕｓｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＮａｔｕｒｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１９，１０（１）：３２２７．［６５］ＸＩＡＣ，ＧＵＯＪ，ＬＥＩＹＪ，ｅｔａｌ．Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅａｑｕｅｏｕｓｚｉｎｃ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｂａｓｅｄｏｎｐｏｒｏｕｓｆｒａｍｅｗｏｒｋｚｉｎｃｐｙｒｏｖａｎａｄａｔｅｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｃａｔｈｏｄｅ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１８，３０（５）：１７０５５８０．［６６］ＷＵＢＫ，ＺＨＡＮＧＧＢ，ＹＡＮＭＹ，ｅｔａｌ．Ｇｒａｐｈｅｎｅｓｃｒｏｌｌ⁃ｃｏａｔｅｄα⁃ＭｎＯ２ｎａｎｏｗｉｒｅｓａｓｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒａｑｕｅｏｕｓＺｎ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ［Ｊ］．Ｓｍａｌｌ，２０１８，１４（１３）：１７０３８５０．［６７］ＹＡＮＧＸＲ，ＮＩＹＸ，ＬＵＹ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｑｕｉｎｏｎｅ⁃ｂａｓｅｄａｎｏｄｅｓｗｉｔｈｒａｐｉｄｋｉｎｅｔｉｃｓｆｏｒｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｐｒｏｔｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，２０２２，６１（３９）：ｅ２０２２０９６４２．［６８］ＺＨＡＮＧＨＤ，ＴＩＡＮＹ，ＷＡＮＧＷＸ，ｅｔａｌ．Ｏｒｇａｎｉｃａｍｍｏｎｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ：ａｎｅｗｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒａｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｉｏｎｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＡｎｇｅｗａｎｄｔｅＣｈｅｍｉｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｄｉｔｉｏｎ，２０２２，６１（２７）：ｅ２０２２０４３５１．［责任编辑：吴文鹏］。

利用密度泛函理论研究苄硫醇在石墨烯表面的吸附机理王群;周乃武;赵永驰;王位丽;张利萍【期刊名称】《信阳师范学院学报：自然科学版》【年(卷),期】2016(29)2【摘要】用密度泛函理论方法对C_7H_7SH在纯的、缺陷的和Hg/Pd掺杂的石墨烯表面的吸附机理进行了详细的研究.主要考虑了两种模型:情况1为C_7H_7SH 平躺在各种石墨烯表面;情况2为C_7H_7SH垂直地放在各种石墨烯表面,且巯基靠近表面.结果表明,C_7H_7SH初始构型对它们之间的相互作用在某种程度上有一定的影响.情况1较情况2有较大的吸附能.此外,情况1中吸附能的结果显示C_7H_7SH可以更好地与缺陷的、Hg/Pd掺杂石墨烯表面紧密结合.这一结论同态密度、差分电荷密度的分析也是一致的.【总页数】5页(P180-184)【关键词】密度泛函理论;苄硫醇;石墨烯;缺陷石墨烯;Hg/Pd掺杂石墨烯【作者】王群;周乃武;赵永驰;王位丽;张利萍【作者单位】绵阳师范学院生命科学与技术学院【正文语种】中文【中图分类】O64【相关文献】1.甲硫醇在Cu（111）表面的解离吸附：密度泛函理论研究 [J], 范晓丽;刘燕;杜秀娟;刘崇;张超2.密度泛函理论研究多巴胺在纯的, Fe和Ca掺杂的石墨烯材料表面的吸附机理[J], 王群;孙玉希;崔书亚;周乃武;黄文;谢欣宏3.乙硫醇分子在金表面吸附的密度泛函理论研究 [J], 王博阳;王延颋4.氮掺杂Stone-Wales缺陷石墨烯吸附H2S的密度泛函理论研究 [J], 马生贵;田博文;周雨薇;陈琳;江霞;高涛5.甲醇在石墨烯负载Pt团簇表面吸附性能的密度泛函理论研究 [J], 王艳鑫;施申全;王贵昌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

闪锌矿ZnO电子结构与光学性质的杂化泛函研究范强;何知宇;杨建会;曹进;虞游;孙辉【期刊名称】《四川师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(039)002【摘要】采用基于密度泛函理论(DFT)的投影缀加波赝势方法,选择广义梯度近似下的PBE(Perdew-Burke-Ernzernhof)泛函和HSE06(Heyd-Scuseria-Ernzerhof)杂化泛函,对比研究了闪锌矿氧化锌(ZB-ZnO)的电子能带结构、态密度、复介电函数和吸收系数等光学性质.研究结果表明,ZB-ZnO为直接带隙半导体,采用HSE06泛函计算的带隙为3.15 eV,与实验结果符合得很好;与PBE相比,采用HSE06泛函计算获得ZB-ZnO导带底附近的态密度减小,导带整体向高能方向移动,而价带中部分区域向低能方向扩展,带隙显著增大,对电子结构的计算更准确;结合电子态密度,分析了介电函数、吸收光谱与电子跃迁间的内在联系,探讨了ZB-ZnO光学性质的微观机理.【总页数】6页(P266-271)【作者】范强;何知宇;杨建会;曹进;虞游;孙辉【作者单位】乐山师范学院物理与电子工程学院,四川乐山614000;四川大学材料科学系,四川成都610064;乐山师范学院物理与电子工程学院,四川乐山614000;乐山师范学院物理与电子工程学院,四川乐山614000;成都信息工程大学光电技术学院,四川成都610225;成都信息工程大学光电技术学院,四川成都610225【正文语种】中文【中图分类】TB303;TB34【相关文献】1.Sb掺杂闪锌矿GaAs电子结构和光学性质第一性原理研究 [J], 宿磊;王旭东;姚曼2.Na掺杂对闪锌矿ZnS电子结构和光学性质的第一性原理浅析 [J], 熊远鹏;吴波;王敏;周泽友;赵春凤;吴育锋3.闪锌矿型CdSe电子结构和光学性质的研究 [J], 刘其军;刘正堂;冯丽萍4.闪锌矿MTe（M=Zn/Mg）的几何结构、弹性性质、电子结构和光学性质 [J], 郭雷;胡舸;封文江;张胜涛5.C/Fe共掺杂对闪锌矿CdS的电子结构和光学性质影响研究 [J], 刘霏凝;石竞琛;王文杰;赵瑞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

香豆素衍生物的荧光发射能计算及XC泛函的合理选择王溢磊;吴国是【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2007(23)12【摘要】采用含时密度泛函理论(TDDFT)与单激发组态相互作用(CIS)处理相结合的计算方案对香豆素系列15种已知荧光化合物的发射能进行了系统考察.结果表明,发射能与吸收能一样,其计算值主要取决于交换-相关(XC)泛函的选择.只要泛函选用得当,在使用较小基组的TDDFT/6-31G(d)//CIS/3-21G(d)理论水平上即可使绝大部分化合物的实验发射能在精度达0.16 eV以内得以重现.与吸收能计算不同的是,无法选用单一的一种泛函来对全系列化合物的发射能作出满意的理论预测.激发态无明显电荷转移的、7位上有氨(或胺)基取代或有氮原子相连的化合物,其适用泛函为不含Hartree-Fock(HF)交换能的纯泛函OLYP和BLYP.而激发态发生较大程度电荷转移的、3位上有共轭取代基的衍生物,其适用泛函则为含20%的HF交换成分的混合泛函B3LYP.因此,发射能计算中的XC泛函选择,应同时考虑取代基团效应以及激发态的电子结构特征.其中,发射能计算值受XC泛函中HF交换能比例的影响十分敏感.文中还对激发能计算中的溶剂效应校正方案和激发态几何优化精度的影响进行了讨论.【总页数】8页(P1831-1838)【作者】王溢磊;吴国是【作者单位】清华大学化学系,有机光电子与分子工程教育部重点实验室,北京,100084;清华大学化学系,有机光电子与分子工程教育部重点实验室,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】O641【相关文献】1.密度泛函理论计算研究表面应力对钯催化乙炔选择性加氢活性与选择性的影响[J], 王萍;杨波2.新型荧光探针光猝灭的光物理机制含时密度泛函理论计算 [J], 戴玉梅;李福君;苗春超;胡晓钧3.ESIPT和TICT荧光发射的电子结构特征及发射能计算 [J], 王溢磊;吴国是4.香豆素衍生物在数种薄层基质上的室温磷光发射特性 [J], 付金美;李隆弟5.香豆素衍生物荧光传感器对Zn^(2+)的识别及细胞成像 [J], 尹计秋;安永林;贾献超;焦扬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

电化学测量原理课程报告题目：中央取代卟啉的电化学行为:阳离子自由基对半波氧化电势分裂的作用专业：分析化学班级：2016级2班日期：2016年11月23日湖南大学化学化工学院中央取代卟啉的电化学行为:阳离子自由基对半波氧化电势分裂的作用摘要：在这项研究中，通过循环伏安法（CV）和密度泛函理论（DFT）检测游离碱和锌内消旋卟啉的电化学行为。

结果表明，四苯基卟啉（H2TPP）及其锌配合物（ZnTPP）的两个氧化态（ΔE=第二个E1 / 2-第一个E1 / 2）的半波氧化电位分裂高于卟啉及其锌与内消旋取代的五元杂环的络合物。

对于内消旋卟啉和它们各自的锌络合物，ΔE值遵循TPP> T（3'-噻吩基）P> T（3'-呋喃基）P> T（2'-噻吩基）P的趋势。

通过采用DFT计算，发现ΔE值的趋势与阳离子基团的最高自旋密度（HSD）分布和HOMO-LUMO能隙以及中心卟啉和内消旋取代环之间的π共轭的趋势一致。

此外，它们表现出卟啉环与内消旋取代环之间更好的共振，如从卟啉和它们的锌配合物与苯基环到五元杂环。

计算结果和实验结果之间的良好一致性表明阳离子自由基，特别是它们的自旋密度分布，确实在中波卟啉及其锌络合物的半波氧化势分裂中起重要作用。

1 研究目的：由于卟啉类化合物在催化，电子传递系统[1]和光电器件中[2]的广泛应用，及其在电化学[3]与已经引起了很多关注。

卟啉和金属卟啉包含广泛的共轭π环系统，其电子转移行为取决于电子结构的离域程度，π系统离域越高，由于电子转移时结构的微小变化，电子的吸收或释放越容易[4]。

可逆电子转移反应中的结构变化的程度可以通过第一和第二氧化态之间的半波氧化电势差（ΔE= E2 – E1）来检查[5]。

循环伏安法（CV）是研究新系统的化学行为的流行方法[5]，并且密度函数理论（DFT）是计算化合物的电子状态的有前途的方法[6]，本文采用CV和DFT 计算的组合来研究卟啉及其金属配合物与内消旋取代的苯基和五元环（图2）的电化学行为，同时探索了阳离子自由基最高自旋密度效应对化学性质的影响。

硫化锌量子点光谱与电子性质的含时密度泛函理论研究作者：白宝伟楚合营刘朝霞等来源：《南华大学学报·自然科学版》2013年第02期【摘要】采用含时密度泛函理论对ZnnSn（1≤n≤16）量子点的吸收光谱，能隙（HOMO-LUMO）及电子性质进行了模拟分析。

结果表明，随着ZnnSn（1≤n≤16）量子点尺寸的增大，量子点的吸收光谱逐渐红移，表现出较强的量子尺寸效应。

量子点ZnnSn（3≤n≤16）的吸收峰主要集中在可见光区。

量子点的对称性越高，量子点的吸收峰越集中。

【关键词】硫化锌；量子点；含时密度泛函理论1 引言Ⅱ-Ⅵ族半导体材料由于具有独特的物理、化学性质，一直深受研究人员的关注[1-5]. 例如ZnO、ZnS、CdS、CdSe等都是直接带隙半导体，其能隙覆盖了整个可见光范围，因而是一类具有广泛应用前景的重要光敏材料. 随Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点实验研究的不断深入，Ⅱ-Ⅵ族半导体材料的理论研究也越来越受到科学家的重视，特别是对Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点的理论研究. ZnS 是一种Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，属于直接带隙，光电性能良好，应用前景广泛。

对ZnnSn半导体量子点进行研究，有助于人们对ZnS晶粒及薄膜的光学以及电子性质的研究。

但是，由于量子点的电子性质对量子点的结构比较敏感，同时随着原子个数的增加，量子点的初始结构逐渐增多，计算工作量也越来越大，因此给较大ZnnSn半导体量子点的理论研究带来了极大的挑战。

据我们了解，相对其它Ⅱ-Ⅵ族半导体材料而言，对ZnS半导体材料的研究文献报道还比较少。

例如，CHEN Hongxia等人[1]利用密度泛函理论研究了ZnS量子点的结构及其稳定性。

张欣等人[2]研究了（ZnS）6-12量子点的三阶非线性光学性质。

M. Claudia Troparevsky等人[3]研究了CdnXn （X=S，Se； n=2 - 8）小团簇的结构及电子性质。

通过查阅文献发现，关于ZnS量子点的研究很少。