兰州理工大学Angew：非晶聚酰亚胺正极材料，助力高容量长寿命铝离子电池

背景：随着便携式电子设备和电动汽车的快速发展，市场对高能量/功率密度电化学储能装置的需求显著增长。可充电铝离子电池凭借铝金属电极的高体积容量、资源丰富和低成本等优势，成为大规模可持续储能系统的有力候选者，但开发能够容纳大尺寸氯铝酸根离子的高性能正极材料仍是挑战。研究目的：针对传统碳材料和无机材料的局限性，以及有机电极材料在电解质中高溶解度的问题，兰州理工大学研究团队提出非晶聚合策略，通过合理的酰亚胺化分子结构设计，构建高容量的聚酰亚胺基正极材料，用于稳定的铝-聚合物电池。结论：最优化的非晶聚酰亚胺材料在50 mA g⁻¹下实现了191 mAh g⁻¹的高比容量，在1 A g⁻¹下循环2400次后保持95%的容量保持率，在5 A g⁻¹下循环16500次后容量保持率仍高达98.2%。实验与理论计算揭示了其独特的双极性氧化还原电荷存储机制，为未来开发用于大规模储能系统的高级有机/聚合物电极提供了指导。