水系铝离子电池（AABs）被认为是一种很有前途的下一代储能装置，目前所报道的AABs正极材料主要集中在无机材料上，这些材料通常采用典型的Al³⁺离子脱嵌/插入机制。然而，Al³⁺与主体材料之间存在较强的静电作用力，往往导致反应动力学迟缓、可逆性差、循环稳定性差等问题。

近日，北京航空航天大学郭林教授，王华教授报道了将具有氧化还原活性部分的有机化合物吩嗪（PZ）用作AABs中的正极材料，成功开发了一种可充电水系铝-有机电池体系。

文章要点

1）研究发现，与传统无机材料受限的晶格间距和刚性结构不同，柔性有机分子可以通过PZ的可逆氧化还原活性中心（-C=N-）实现大尺寸的Al配合物的共插层。这种共插入行为可以有效降低去溶剂化的损失，并且显著降低了离子脱嵌/插入过程中的库仑斥力。

2）结果显示，PZ有机正极材料具有较高的容量（132 mAh g^-1）和良好的循环性能（300次），超过了大多数报道的AABs电极材料。

这项工作突出了氧化还原活性有机材料的阴离子共插层化学，有望进一步推动高性能多价离子电池体系的发展。

参考文献：

Jiangchun Chen, et al, Rechargeable Aqueous Aluminum Organic Batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202011144

https://doi.org/10.1002/anie.202011144