近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新型有機(jī)物用于高容量穩(wěn)定鉀離子存儲(chǔ)，相關(guān)研究成果Novel lamellar tetrapotassium pyromellitic organic for robust high-capacity potassium storage在線發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。

近年來，有機(jī)材料因結(jié)構(gòu)多樣、柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、氧化還原可逆性較好等優(yōu)點(diǎn)，已成為金屬離子存儲(chǔ)的研究熱點(diǎn)。然而，這類材料仍面臨容量有限、離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)緩慢、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差等問題。要提升有機(jī)物的金屬離子存儲(chǔ)性能，其通常應(yīng)具有以下性質(zhì)：第一，為實(shí)現(xiàn)高容量，有機(jī)分子應(yīng)具有小分子量和多活性位點(diǎn)；第二，為提升離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，材料結(jié)構(gòu)應(yīng)提供便捷的離子擴(kuò)散通道以降低擴(kuò)散能壘；第三，如要提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其分子結(jié)構(gòu)應(yīng)具有剛性的共軛π鍵。

唐永炳團(tuán)隊(duì)成員助理研究員潘慶廣、鄭勇平等設(shè)計(jì)合成了一種具有層狀結(jié)構(gòu)的苯四甲酸四鉀（K4PM）電極材料。由于該小分子有機(jī)材料具有多個(gè)活性位點(diǎn)和大的層間距，從而表現(xiàn)出良好的儲(chǔ)鉀性能，其儲(chǔ)鉀容量高達(dá)292mAh/g，同時(shí)具有優(yōu)異的倍率性能及長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性（1000圈后容量保持率為83%）。該研究為發(fā)展新型有機(jī)儲(chǔ)能電極材料提供了新途徑。

潘慶廣為論文第一作者，唐永炳為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、廣東省、深圳市科技計(jì)劃及中國博士后科學(xué)基金等的資助。

論文鏈接

（a）K4PM的形貌圖，（b）K4PM的晶體結(jié)構(gòu)示意圖，（c）與已有報(bào)道倍率性能的對(duì)比圖，（d）基于K4PM有機(jī)電極的鉀電長(zhǎng)循環(huán)性能圖