基于大規(guī)模儲能和可持續(xù)發(fā)展的需求，有機(jī)電池可為商業(yè)化鋰電池提供強(qiáng)有力補(bǔ)充。然而，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，有機(jī)電池仍然面臨眾多挑戰(zhàn)，其未來仍充滿不確定性。在這一背景下，6月16日，華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院王成亮教授團(tuán)隊受邀在Nature Reviews Clean Technology上撰文，評估有機(jī)電池的現(xiàn)狀和未來。
 

　　王成亮團(tuán)隊在有機(jī)電池領(lǐng)域深耕多年，在本征高導(dǎo)電高分子材料的設(shè)計、高分子儲能機(jī)制與電化學(xué)過程深入分析以及高性能有機(jī)電池構(gòu)筑等方面進(jìn)行了大量研究，這些基礎(chǔ)為合理評估有機(jī)電池打下了堅實基礎(chǔ)。團(tuán)隊認(rèn)為，由于有機(jī)材料的分子間作用弱、質(zhì)輕、柔性、離子擴(kuò)散系數(shù)高、合成溫度低等特點，有機(jī)電池有望在大規(guī)模、高比能、柔性以及快充和寬溫域等儲能中占據(jù)一席之地。
 

有機(jī)電極材料與無機(jī)電極材料的客觀對比
 

　　該綜述首先量化分析了有機(jī)電極材料的固有屬性，并與商用無機(jī)電極材料的性能進(jìn)行客觀的對比。隨后評估了有機(jī)電池指標(biāo)，并提出其在高比能、大容量、柔性和極端工況下的潛在應(yīng)用。為了推動有機(jī)電池的進(jìn)一步發(fā)展和實際應(yīng)用落地，文章分析了面臨的系列挑戰(zhàn)并提出了相應(yīng)的策略，包含有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計、電極各組分優(yōu)化、實驗室級別到工業(yè)級別電池的構(gòu)筑、有機(jī)電池的封裝設(shè)計，以期實現(xiàn)有機(jī)電池系統(tǒng)的構(gòu)建。最后，基于有機(jī)材料的特性，探討了有機(jī)電池的閉環(huán)生態(tài)循環(huán)。
 

　　該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委、湖北省科技廳創(chuàng)新群體等項目的支持。