侴术雷AFM：钠离子电池有机正极材料的基础研究到潜在商业应用

有机电活性化合物因其环境友好、可持续性和高理论容量而具有作为有机钠离子电池 (OSIB) 正极材料的巨大潜力，但其实际应用仍受到低电导率和在有机电解液中的溶解度等缺点的阻碍。此外，对OSIBs的研究主要集中在材料水平上的电极性能上，而忽略了高氧化还原电位和比容量之间的权衡关系。

在此，温州大学侴术雷教授等人总结了OSIBs中常见的几种现有反应机制和有机正极材料（羧基小分子、有机聚合物）的设计。此外，提出了根据可能的应用场景改进关键电化学参数（输出电压、比容量和循环寿命）的设计策略。

然后对组装在全电池中的有机材料进行了一些说明，并根据它们的能量密度和循环寿命对这些材料进行了比较。该领域的研究需要更多地关注一些含钠正极及其可能的商业应用的关键电化学参数。最后讨论了OSIBs中有机正极材料的挑战和前景，这可以加速潜在商业OSIBs的进展。

图1. 钠离子电池有机电极的储能机制类别

为了创建一个更可持续的能源系统并加速OSIBs的商业应用，作者进行了展望：

（1）推动有机全电池的发展：有机材料的工作电压需要通过结构改性来调整，以实现高能量密度；

（2）探索理想的分子结构（具有可分离的钠离子）和电解液优化；

（3）开发独立、无粘结剂和无碳添加剂的电极材料；

（4）开发水系或全固态钠离子电池；

（5）使用重要的表征工具、理论计算和新技术了解潜在的储钠机制。

图2. 各类有机正极材料的关键特性概述

Organic Cathode Materials for Sodium-Ion Batteries: From Fundamental Research to Potential Commercial Application, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202107718

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