分子键合工程实现了柔性PEDOT器件中超稳定的电致变色能量存储

《Advanced Materials》：Molecular Bonding Engineering Enables Ultra-Stable Electrochromic Energy Storage in Flexible PEDOT Devices

本工作通过氘代和路易斯酸辅助聚合策略，设计出具有优异机械柔韧性、热稳定性和电致变色性能的聚(3,4-二氧六环乙烯二噁噻吩)-D（PEDOT-D）。该材料在30万次循环后电容保持率<5%，电致变色对比度达40.9%，并成功应用于柔性电子设备，表现出良好的温度适应性（-25至50℃）和稳定性能。

　　

摘要

可穿戴电子设备需要能够在承受机械变形的同时保持电化学和光电功能的材料。导电聚合物（CPs）由于其固有的柔韧性和导电性而成为有吸引力的候选材料。然而，由于结构降解和高电位下的过度氧化，它们的实际应用常常受到长期稳定性和性能下降的限制。本文采用了一种双重策略的分子设计方法，通过结合氘替代和路易斯酸辅助聚合来稳定聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT），从而抑制主链振动能量并减轻氧化降解。所得的氘代PEDOT薄膜表现出优异的多功能性能：在300,000次循环后电容损失低于5%，在700纳米处的电致变色对比度高达40.9%，并且在1安培/克电流下的比电容为317法拉/克。基于PEDOT-D的可穿戴电致变色超级电容器设备在550纳米处的透射率为14.3%，比电容为39.7法拉/克，具有出色的稳定性，并且可在-25至50摄氏度的温度范围内可靠运行。这项工作建立了一种基于结构的分子策略，以提高导电聚合物的耐用性，为下一代具有机械强度、热适应性和光学响应性的柔性能源系统提供了合理的设计。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可应合理要求向通讯作者索取。