DOI: 10.1039/D0TA04526H
有機聚合物電池是一種很有前途的鋰離子電池替代品，但是其各項性能有待提高。在這項研究中，研究者制備了一種新型有機自由基電池（ORB），它使用基于聚（2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-1-氧基乙烯基醚）（PTVE）的陰極和基于電紡聚酰亞胺膜的微孔凝膠聚合物電解質。為了改善PTVE的低電導率，通過溶解擴散過程在碳納米管（CNTs）上進行功能化。PTVE功能化的CNTs在兩種組分之間具有π–π*相互作用，并且可以形成具有適當孔隙率的致密電極。具有所需微孔率的凝膠聚合物電解質也是高度相容的。結果表明，使用PTVE-CNT復合電極、凝膠聚合物電解質和硬碳陽極的Na離子有機全電池顯示出良好的倍率性能和穩定的循環性能。該電池在0.5 C和10 C下的放電容量分別為128.6和68.2 mAh g-1，庫侖效率為100％，并且沒有自放電現象。因此，這種復合電極與凝膠聚合物電解質的結合可為各種應用提供安全、輕便、環保的高功率性能鈉電池。
圖1.PTVE的EPR數據（上），氧化還原反應過程中基于PTVE功能化CNTs的陰極示意圖（中）和反應方案（下圖）。
圖2.（a）低倍率和（b）高倍率下PTVE-CNT復合電極表面的SEM圖像。（c）（d）C、（e）N和（f）O的SEM圖像和EDS映射圖像。（g）沿（c）中紅線的C原子的EDS線。
圖3.（a）沿橫截面的C原子的FIB-SEM和（b）帶有EDS線掃描的TEM圖像。（c）PTVE-CNTs的TEM和SAED圖案。（d）PTVE-CNTs的XPS C 1s峰。
圖4.（a）PTVE-CNT復合電極的橫截面FIB-SEM圖像和（b）3D圖像。（b）中切割的電極樣品內部的（c）PTVE和（d）孔的分布。
圖5.（a）Na/HC和Na/PTVE在1 C速率下的首次放電和充電電壓曲線。（b，c）分別為Na/HC和Na/PTVE-CNTs半電池的速率性能。
圖6.（a）HC/GPE/PTVE-CNT電池在0.5 C下的充放電曲線和（b）循環壽命性能。（c）在0.5、1、3、5、10 C速率下的充放電曲線和（d）速率性能。
