有机固体主要由范德华作用力作用的有机分子组成，这表明在二次金属离子电池的氧化还原反应中，每个有机分子都可以独立存储电子和反金属离子。然而，严重的溶解问题以及电解液中的溶剂结构限制了有机电极的这种普遍能力。

近日，电子科技大学Cong Fan设计并合成了4电子比容量为125 mAh g^-1的难溶有机小分子1,1’-(1,4-phenylene)-bis(perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride) （2PTCDA）。在不牺牲氧化还原活性和比容量的前提下，增加了其对液体电解质的不溶性，并部分扩展了其π-π芳香族骨架。

文章要点

1）2PTCDA作为有机正极在Li/Na/K离子电池中的应用表明，它在Li/Na/K离子半电池和全电池中表现出良好的氧化还原电位和令人印象深刻的电极性能。特别是2PTCDA在钾离子半电池中表现出很好的电解液相容性。

2）研究人员证明了有机电极在原则上具有可充电金属离子电池的单分子储能能力。此外，通过适当的分子设计，单个有机电极可以应用于多种金属离子电池系统，特别是Li/Na/K-离子电池。具体而言，2PTCDA在Li/Na/K离子半电池中可以提供1.4-3.6 V（vs.Li/Na/K）的氧化还原电位范围和120-137 mAh g^-1的放电容量。

参考文献

Yan Hong , Jiahui Hu , Wu T ang , Bangshuai Wei , Meichen Guo , Shan Jia , Cong Fan , A Universal Small-Molecule Organic Cathode for High-Performance Li/Na/K-ion Batteries, Energy Storage Materials (2022)

DOI:10.1016/j.ensm.2022.07.039

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.07.039