电荷载体和电极结构之间的相互作用是寻找新的能量存储装置中最重要的因素之一，目前，离子键合方式主导着电池化学。
吉林大学杜菲、俄勒冈州立大学纪秀磊、阿贡国家实验室陆俊和加州大学P. Alex Greaney团队报道了在高度结晶的3,4,9,10-苝四羧酸二酐（PTCDA）电极内的大分子-甲基紫精-可逆的拓扑嵌入/脱嵌化学。这是有史以来针对电池报道的非溶剂化时最大的插入电荷载体，令人惊讶的是，甲基紫精的（脱）插入动力学性质是非常优异的，当电流密率从100mA g-1增加到2000 mA g-1时仍能保留60％的容量。
相关表征表明甲基紫精的插入引起了有机宿主的相变，并且体现了客体-主体的化学键合。DFT计算表明，在纯离子键合之外存在强客体-主体相互作用，其中可能存在很大程度的共价。该研究将电池化学的边界扩展为大分子离子作为电荷载体，并突出了超分子系统的电化学组装。
Zhixuan Wei, Woochul Shin, Heng Jiang, Xianyong Wu, William F. Stickle, Gang Chen, Jun Lu, P. Alex Greaney, Fei Du, Xiulei Ji, Reversible intercalation of methyl viologen as a dicationic charge carrier in aqueous batteries, Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-11218-5
