鋅有機電池正引起廣泛關注,但其能量密度受到有機正極低容量(<400 mAh g-1)和電位(<1 V vs. Zn/Zn2+)的限制。復旦大學王永剛等人報道了一種長壽命、高倍率的鋅-有機電池,它由聚(1,5-萘二胺)(poly(1,5-NAPD))正極、鋅箔負極和堿性電解液(6 M KOH + 0.2 M Zn(CH3COO)2)組成,其中正極反應基于K+和C=N基團之間的配位反應(即 C=N/C-N-K轉化)。有趣的是,作者發現放電后的鋅-有機電池可以在O2的存在下快速恢復到初始狀態,即進行化學自充電,理論計算表明放電正極中的K-N 鍵很容易被O2通過氧化還原反應破壞。圖1 Poly(1,5-NAPD)//Zn電池的化學自充電機制得益于優異的自充電能力,該有機正極可在高倍率下進行100次恒電流放電/化學充電循環,這使得有機正極實現了16264 mAh g-1的累積容量,相應的鋅-有機電池表現出創紀錄的625.5 Wh kg-1高能量密度。圖2 Poly(1,5-NAPD)//Zn電池的自充電性能Chemically Self-Charging Aqueous Zinc-Organic Battery. Journal of the American Chemical Society 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c06936