很難(nan)想(xiang)象我(wo)們的(de)日常生活中(zhong)沒有鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)。它們主導了便攜式(shi)電(dian)子設備的(de)小規(gui)格電(dian)池(chi)市場，也普遍用于電(dian)動汽車。與(yu)此同時，鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)也存在一些嚴重的(de)問題，包括：在低溫下存在潛在的(de)火災隱患和(he)性能(neng)下降；以(yi)及廢舊電(dian)池(chi)處理對環境的(de)影響(xiang)相當大(da)。

據(ju)俄羅斯一研究團(tuan)隊的(de)領頭人、圣彼(bi)得堡大(da)學(xue)電(dian)化學(xue)系教授奧(ao)列格·列文(wen)介紹，化學(xue)家們一直(zhi)在探索將(jiang)氧化還(huan)原活性的(de)含硝基基聚(ju)合(he)物(wu)作(zuo)為電(dian)化學(xue)儲能材料。這(zhe)些聚(ju)合(he)物(wu)的(de)特點是能量密度(du)高，由于快(kuai)速(su)氧化還(huan)原的(de)動力學(xue)，這(zhe)種聚(ju)合(he)物(wu)電(dian)池充電(dian)和放電(dian)速(su)度(du)快(kuai)。但具體實施到產品中時，面臨(lin)的(de)一個挑(tiao)戰是電(dian)導(dao)率(lv)不足，這(zhe)阻礙(ai)了電(dian)荷(he)的(de)收集，即使使用高導(dao)電(dian)性的(de)添加劑，如碳(tan)也難以解決問(wen)題。

圣彼得(de)堡大學(xue)的(de)研(yan)究(jiu)人員(yuan)為了尋找解決這個問題的(de)方法，合成(cheng)了一種基(ji)于鎳硒復合物（NiSalen）的(de)聚(ju)合物。這種金屬聚(ju)合物的(de)分子(zi)(zi)就(jiu)像一根分子(zi)(zi)線(xian)，將(jiang)能(neng)量密(mi)集的(de)硝(xiao)酰(xian)垂體(ti)連接在(zai)上面。該(gai)材料的(de)分子(zi)(zi)結(jie)構使其能(neng)夠在(zai)較寬的(de)溫(wen)度范(fan)圍內實(shi)現高電容性能(neng)。

'我(wo)(wo)們(men)(men)在(zai)2016年提出了(le)這(zhe)種材(cai)料的概念。當(dang)時，我(wo)(wo)們(men)(men)開(kai)始開(kai)發一個基礎項目(mu) "基于有機(ji)(ji)金(jin)屬聚(ju)合(he)物(wu)的鋰離(li)子電(dian)池電(dian)極(ji)材(cai)料"。該項目(mu)得到了(le)俄(e)羅斯科(ke)學(xue)基金(jin)會(hui)的資助。在(zai)研究這(zhe)一類化合(he)物(wu)的電(dian)荷傳(chuan)輸機(ji)(ji)制時，我(wo)(wo)們(men)(men)發現有兩個關鍵的發展(zhan)方向。首先，這(zhe)類化合(he)物(wu)可以(yi)作為保護層，覆蓋在(zai)電(dian)池的主(zhu)導體電(dian)纜上，否則就會(hui)用傳(chuan)統的鋰離(li)子電(dian)池材(cai)料制成。其次(ci)，它(ta)們(men)(men)可以(yi)作為電(dian)化學(xue)儲能(neng)材(cai)料的活性(xing)成分，"Oleg Levin解釋說(shuo)。

這種(zhong)聚合(he)(he)物的(de)(de)研(yan)發花(hua)了三年多的(de)(de)時間(jian)。在第一(yi)年，科(ke)學(xue)家們(men)對新材料的(de)(de)概念進行了測(ce)試(shi)：他(ta)們(men)將(jiang)各個成(cheng)分結(jie)合(he)(he)起來，以模擬(ni)導(dao)電的(de)(de)主干(gan)和具有氧化還原活性的(de)(de)含硝基氧基的(de)(de)垂體。必須(xu)確保該(gai)結(jie)構的(de)(de)所有部(bu)(bu)分都能相互配(pei)合(he)(he)與加強。下一(yi)階(jie)段是(shi)化合(he)(he)物的(de)(de)化學(xue)合(he)(he)成(cheng)。這是(shi)項(xiang)目中最具挑戰性的(de)(de)部(bu)(bu)分。這是(shi)因(yin)為(wei)有些成(cheng)分極為(wei)敏感，即使是(shi)科(ke)學(xue)家最輕微的(de)(de)錯誤也(ye)可能導(dao)致(zhi)樣品的(de)(de)降解(jie)。

在獲得的幾種(zhong)聚合(he)物試樣中，只有一(yi)種(zhong)試樣是足夠穩(wen)定(ding)和(he)高(gao)效(xiao)的。新化(hua)合(he)物的主鏈(lian)是由(you)鎳(nie)與Salen配(pei)體的復(fu)合(he)物形成的（Salen這個名字是由(you)水楊醛（salicylaldehyde）和(he)乙二胺（ethylenediamine，en）組合(he)而成）。一(yi)種(zhong)能(neng)夠快速氧化(hua)和(he)還原（充放(fang)電）的穩(wen)定(ding)自由(you)基(ji)通過共價鍵與主鏈(lian)相連(lian)。

'使(shi)用我(wo)們的聚合物制(zhi)造的電(dian)池可以在幾秒鐘(zhong)內完成(cheng)充電(dian)--比傳(chuan)統的鋰離子(zi)電(dian)池快10倍左右。這一點已經(jing)通過一系列實驗得到了證明。但是，現階段，它(ta)的容量(liang)仍然落后--比鋰離子(zi)電(dian)池低30-40%。Oleg Levin說："我(wo)們目(mu)前正在努力改善這一指標，同時保持(chi)充放電(dian)速(su)率。

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