鋅-有機電池因其資源可持續性🦥、高安全性和低成本等優點🌱，是近年來備受關註、極具競爭力的電化學儲能器件。電荷載體是影響鋅-有機電池氧化還原動力學和電化學性能的關鍵因素之一🦝🎤。由於較大水合離子尺寸和高去溶劑化能壘，金屬Zn²⁺電荷載體面臨界面反應動力學遲緩問題，其循環充放電過程中反復嵌插也容易破壞電極結構🧑‍🚀。H⁺、NH₄⁺等電荷載體因離子半徑小☸️、質量輕，具有低去溶劑化能壘和快速離子遷移動力學，對鋅-有機電池性能提升起著關鍵作用♿♍️。

我校化學科學與工程學院劉明賢教授團隊通過有機正極材料結構設計，優化電荷載體與活性基團界面傳質與傳荷，實現了非金屬電荷載體的高效激活，揭示了電極-非金屬電荷載體系統功能耦合高效儲能機製🤷🏽，解決了傳統Zn²⁺高去溶劑化能壘導致界面電荷擴散動力學遲緩問題，取得了一系列重要進展，將鋅-有機電池綜合性能提高到新的水平。近日🤦，該課題組對鋅-有機電池中非金屬電荷載體存儲的研究進展進行了系統總結🛬，綜述論文“Non-Metal Ion Storage in Zinc−Organic Batteries”在線發表於國際知名期刊《先進科學》(Advanced Science)。

論文首先概述和比較了非金屬陽離子（H⁺, NH₄⁺）和陰離子（Cl⁻, OH⁻, CF₃SO₃⁻, SO₄²⁻）電荷載體的結構特點、理化學性質和反應機製；其次，重點介紹了鋅-有機電池中非金屬電荷載體存儲的最新研究進展🚵🏼，分析和討論了非金屬離子性質與電池關鍵性能指標之間的關系👧🏼，包括比容量、工作電壓、倍率性能👩🏿‍💻、能量密度和循環壽命等；最後😍👨🏽‍🌾，總結和提出了非金屬離子存儲的發展👩🏽‍💻、挑戰和未來方向。

劉明賢教授為論文通訊作者𓀇，博士後宋子洋為論文第一作者。該研究工作得到了國家自然科學基金委、上海市科委和中國博士後科學基金會資助👩🏻‍🌾。

論文鏈接⚡️：https://doi.org/10.1002/advs.202310319