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有機分子由于其可調節的理論容量和環境友好性，是用于綠色和可持續可充電電化學儲能的有前途的電極材料。然而，有機電極材料在電解液中的高溶解度和固有的低電子電導率阻礙了其商業化應用。

在此，湘潭大學高平教授等人報道了將一系列雙極乙炔基卟啉配合物（MTEPP, M=Cu, Zn, Mg, 2H）作為高穩定性的新型雙離子存儲通用正極材料。

受益于其雙極性能力，陽離子（Li⁺, Na⁺, K⁺）和陰離子（PF₆^–和TFSI^–）均可用作電荷載流子以提供快速動力學和出色的電荷存儲能力。

圖1. M-TEPP的分子結構及充電過程示意圖

基于卟啉電極的高度共軛結構和增強的穩定性，當CuTEPP用作有機鋰電池（OLIBs）的正極時，獲得219 mAh g^-1的高可逆容量。ZnTEPP正極在1.0 A g^-1時1000次循環后的容量保持率為83.6%，可逆容量為128 mAh g^-1。

在鈉基和鉀基電池中也觀察到了良好的循環穩定性和高度可逆的能力。通過不同的光譜和顯微技術以及DFT模擬研究表明，電荷存儲主要受贗電容貢獻控制，從而實現超快反應動力學。這項研究為開發用于電化學儲能的超穩定和通用有機正極提供了一種新方法。

圖2. M-TEPP正極材料的電化學性能

A Bipolar Organic Molecule Toward a Universal Pseudocapacitive Cathode for Stable Dual Ion Charge Storage, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.003

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湘潭大學高平EnSM: 一種面向雙離子存儲的通用雙極有機分子正極

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