近日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳團隊研發(fā)出新型有機物用于高容量穩(wěn)定鉀離子存儲，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》上。

　　近年來，有機材料因結(jié)構(gòu)多樣、柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計、氧化還原可逆性較好等優(yōu)點，已成為金屬離子存儲的研究熱點。然而，這類材料仍面臨容量有限、離子擴散動力學緩慢、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差等問題。要提升有機物的金屬離子存儲性能，其通常應(yīng)具有以下性質(zhì)：第一，為實現(xiàn)高容量，有機分子應(yīng)具有小分子量和多活性位點；第二，為提升離子擴散動力學，材料結(jié)構(gòu)應(yīng)提供便捷的離子擴散通道以降低擴散能壘；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。

　　唐永炳團隊成員助理研究員潘慶廣、鄭勇平等設(shè)計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。由于該小分子有機材料具有多個活性位點和大的層間距，從而表現(xiàn)出良好的儲鉀性能，其儲鉀容量高達292mAh/g，同時具有優(yōu)異的倍率性能及長循環(huán)穩(wěn)定性（1000圈后容量保持率為83%）。該研究為發(fā)展新型有機儲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基金、廣東省、深圳市科技計劃及中國博士后科學基金等的資助。

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