陈军课题组：基于聚蒽醌负极的可充水溶液聚合物-空气电池

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水溶液金属-空气电池凭借其高安全性和高能量密度而吸引了诸多关注。然而，金属负极较差的稳定性的可逆性严重限制了其实际应用。在本文中，南开大学陈军院士团队使用在碳纳米管上原位聚合的共轭有机聚合物聚（1,4-蒽醌）为负极材料并以负载在尖晶石相上的钴锰氧化物做为催化正极构建了可充水溶液聚合物-空气电池。该电池在循环500周后的容量保持率高达92%且倍率性能十分优异，这得益于聚蒽醌/碳纳米管负极良好的可逆性和正极催化剂的优异催化性能。他们还组装了高达1025 mAh容量的软包聚合物-空气电池，基于正负极活性物质计算的能量密度高达165 Wh/kg。该软包电池循环100周后的容量保持率为95%，表现出良好的应用前景。

Yixin Li, Jun Chen et al, Rechargeable AqueousPolymer-Air Batteries Based on Polyanthraquinone Anode, Chem, 2019
DOI: 10.1016/j.chempr.2019.06.001
https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(19)30238-4?rss=yes


陈军，中国科学院院士，南开大学化学学院院长，教育部“长江学者”特聘教授，博导，无机化学家。主要从事无机固体化学的研究。在无机固体功能材料的合成化学，固体电极制备以及新型电池电极材料开发研究方面做出了重要创新性贡献。发表SCI收录论文近300篇，获授权发明专利16项，编写著作16部（章）。


蒽醌（Anthraquinone，化学式：C14H8O2），又音译作安特拉归农，是一种醌类化学物。蒽醌的复合物存在于天然，也可以人工合成。蒽醌类包括了其不同还原程度的产物和二聚物，如蒽酚、氧化蒽酚、蒽酮等，另外还有这些化合物的甙类。在天然产物中，蒽醌常存在于高等植物和低等植物地衣类和菌类的代谢产物中。蒽醌类具有止血、抗菌、排毒、泻下、利尿的作用。


蒽醌类化合物( anthraquinones) 是各 种天然醌类化合物 中数量最多的一类化合物。 很久以前, 蒽醌被用作天然染料 , 后来发现它们具有许多药用价值而受到重视 。 高等植物中含 蒽醌最多的是茜草科植物。 鼠李科、 豆科(主要是山扁豆)、 寥科、紫藏科、 马鞭草科、 玄参科及百合科植物中蒽醌类化合物亦 较高, 另外蒽醌化合物还存在于低等植物地衣和菌类的代谢产物中。
蒽醌（Anthraquinone，化学式：C14H8O2），又音译作安特拉归农，是一种醌类化学物。蒽醌的复合物存在于天然，也可以人工合成。蒽醌类化合物包括了其不同还原程度的产物和二聚物，如蒽酚（anthranol）、氧化蒽酚（oxanthranol）、蒽酮（anthrone）、二蒽醌（dianthraquinone）、二蒽酮（dianthrone）等，另外还有这些化合物的甙类。
在天然产物中，蒽醌常存在于高等植物的蓼科、豆科、茜草科和低等植物地衣类和菌类的代谢产物中。

植物药中存在的蒽醌衍生物多为羟基蒽醌和它们的甙。大多数的蒽醌甙是蒽醌的羟基与糖缩合而成，也有少数是糖与蒽醌的碳原子直接连接而成。通常结合蒽醌分子量小于500，且溶于水和有机溶剂，游离蒽醌分子量约300左右，易溶于有机溶剂如：乙醚、氯仿、苯、乙醇等，还可溶于碱性水溶液如：氨水、氢氧化钠溶液等，而不溶于水。