具有高性价比高、长寿命的可充电铝离子电池（AIBs）在可持续储能应用方面显示出良好的前景。

近日，昆士兰大学王连洲教授，Bin Luo，Yusuke Yamauchi展示了一种具有协同氧化还原活性的C=O/C=N中心和π-共轭的杂环共轭聚合物纳米结构设计，作为一种新型的有机正极材料用于高性能铝有机电池。

文章要点

1）理论密度泛函理论（DFT）和非原位实验研究表明，聚合物中熔融的C=N位不仅有助于良好的π共轭，而且增强了C=O位的氧化还原反应活性，使PYTQ聚合物在AlCl₃/尿素电解液中的每个重复单元可以容纳多达4个AlCl₂(urea)₂⁺。

2）由于C=O和C=N的协同氧化还原中心、π共轭刚性结构和导电碳纳米管（CNTs）通道，聚合物正极在0.1 A g^-1下具有295 mAh g^-1的高容量，在4000 A g^-1循环后的1Ag^-1下保持85mAh g^-1的长期稳定性，以及显著的能量密度。

3）电化学动力学分析表明，电极中的电荷存储以离子扩散和电容过程为主，有利于AlCl₂(urea)₂⁺的快速存储和显著的长期循环性。

所提出的氧化还原活性杂芳烃共轭聚合物正极、富铝金属负极和低成本AlCl₃/尿素电解液的组合，在未来的大规模储能应用中具有广阔的应用前景。

参考文献

Xiyue Peng, et al, Heterocyclic Conjugated Polymer Nanoarchitectonics with Synergistic Redox-active Sites for High-performance Aluminium Organic Battery, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202203646

https://doi.org/10.1002/anie.202203646