Anionen‐Einlagerungschemie organischer Kathoden für zweiwertige Metallbatterien mit hoher Energie und hoher Leistungsdichte

Multivalente Batterien sind sehr vielversprechend für nachhaltige Energiespeicheranwendungen der nächsten Generation. Hier berichten wir über eine Polytriphenylamin (PTPAn)‐Verbundkathode, die in der Lage ist, Tetrakis(hexafluorisopropyloxy)borat [B(hfip)₄]⁻ Anionen in sowohl Magnesium‐ (Mg) als auch Calcium‐ (Ca) Batteriesystemen hochreversibel zu speichern. Spektroskopische und Computerstudien zeigen den Redoxreaktionsmechanismus des PTPAn‐Kathodenmaterials. Die Mg‐ und Ca‐Zellen weisen eine Zellspannung von ∼3 V, eine hohe Leistungsdichte von ∼3000 W kg⁻¹ bzw. eine hohe Energiedichte von ∼300 Wh kg⁻¹ auf. Darüber hinaus könnte die Kombination der PTPAn‐Kathode mit einer Anode aus einer Calcium‐Zinn‐Legierung (Ca−Sn) eine lange Batterielebensdauer von 3000 Zyklen bei einer Kapazitätserhaltung von 60 % ermöglichen. Die Anionenspeicherchemie in Verbindung mit dem elektrochemischen Doppelionenkonzept demonstriert einen neuen gangbaren Weg zu Hochleistungsbatterien mit zweiwertigen Ionen