可充电有机正极重新点燃了人们对锂电池的广泛研究兴趣。目前的研究主要集中在提高其比电容或工作电压的分子化学方面。然而，有机正极的氧化还原反应不可避免地会引起分子聚集的变化，这一点大多被忽略。

近日，天津大学Zhen Li，杨全红教授，Jun Zhang合成了三种具有代表性的以吩噻嗪和吩恶嗪为基团的p型有机正极材料。

文章要点

1）尽管三种p型有机正极材料的分子化学相似，但由于它们的分子聚集不同，它们的电池性能明显不同。PM-2S的性能最佳，尤其是循环稳定性和倍率性能。在500次循环后，5C下的比容量仍保持在77 mAh g^-1，在10C的高倍率下，其可逆容量也高达78 mAh g^-1。

2）系统研究表明，PM-2S独特的分子柔性和对称性有助于稳定的高能级分子聚集结构，因为它们减少了结构重组对晶体的不利影响，导致了充放电过程中分子堆积的可逆变化。从而获得了具有高循环稳定性和倍率性能的优异的电化学性能。

这项研究首次通过分子结构的设计揭示了分子堆积效应及其在电化学中的关键作用，为设计高性能的金属电池有机正极材料提供了指导。

参考文献

Wang et al., The key role of molecular aggregation in rechargeable organic cathodes, Matter (2022)

DOI：10.1016/j.matt.2022.09.008

https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.09.008