Hochkapazitive Pseudokondensatoren aus der Li+ Ioneninterkalation in nichtporösen, elektrisch leitenden 2D-Koordinationspolymeren

Elektrochemische Kondensatoren (ECs) haben sich als zuverlässige und schnell ladende elektrochemische Energiespeichergeräte erwiesen, die hohe Leistungsdichten bieten. Ihre Anwendung ist jedoch weiterhin durch ihre relativ niedrige Energiedichte eingeschränkt. Da eine hohe spezifische Oberfläche und elektrische Leitfähigkeit allgemein als entscheidende Kriterien zur Verbesserung der Energiedichte und der Gesamtleistung von ECs angesehen werden, werden Materialien, die hervorragende elektrische Leitfähigkeiten aufweisen, aber sonst nichtporös sind, wie z.B. Koordinationspolymere (CPs), oft übersehen. Hier berichten wir über ein neues nichtporöses CP, Ni3(benzenehexathiolate) (Ni3BHT), das eine hohe elektrische Leitfähigkeit von über 500 S/m aufweist. Bei Verwendung als Elektrode liefert Ni3BHT hervorragende spezifische Kapazitäten von 245 F/g und 426 F/cm3 in nichtwässrigen Elektrolyten. Strukturelle und elektrochemische Studien beziehen die günstige Leistung auf die pseudokapazitive Interkalation von Li+ Ionen zwischen den 2D-Schichten von Ni3BHT, einem Ladungsspeichermechanismus, der bisher nur in anorganischen Materialien wie TiO2, Nb2O5 und MXenen dokumentiert wurde. Dieser erste Nachweis der pseudokapazitiven Ioneninterkalation in nichtporösen CPs, einer Materialklasse, die Tausende von Mitgliedern mit unterschiedlichen Strukturen und Zusammensetzungen umfasst, bietet wichtige Anreize, diese riesige Materialfamilie für unkonventionelle, hochenergetische Pseudokondensatoren zu erforschen.