近日，大湾区大学物质科学学院陈虎团队联合南昌大学、沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）等科研人员，在铝离子电池有机正极材料研究领域取得重要进展。相关成果以《Ladder-type conjugated poly(benzobisimidazobenzophenanthroline) cathode for aluminum-ion batteries》为题，发表于国际知名期刊 Journal of Colloid and Interface Science上。

      铝离子电池因具有资源丰富、成本低、安全性高以及高体积容量等优势，被认为是面向大规模储能的重要候选体系。然而，开发兼具高容量、长循环寿命以及稳定放电平台的正极材料，一直是限制铝离子电池发展的关键科学问题。

      针对这一挑战，研究团队设计并合成了一种具有梯状共轭结构的聚合物正极材料——聚(苯并双咪唑并苯并菲咯啉酮)（BBL）。该材料通过丰富的C=O和C=N活性位点，实现了铝络合离子的高效可逆存储，同时其刚性π共轭骨架显著提升了电子传输能力与结构稳定性。

       电化学测试结果表明，BBL正极在200 mA g⁻¹电流密度下可实现约100 mAh g⁻¹的可逆容量，并在1000次循环后仍保持99.8%的库仑效率，展现出优异的循环稳定性。与此同时，该材料在1.1–1.5 V范围内表现出稳定的充放电平台，有助于提升电池能量利用效率与电池管理系统的稳定性。

       为进一步揭示储能机制，团队结合X射线光电子能谱（XPS）、原位傅里叶红外光谱（FTIR）、固态核磁共振（NMR）以及密度泛函理论（DFT）计算，系统研究了铝络合离子在BBL中的储存行为。研究发现，[AlCl2]+络合离子能够在C=O和C=N位点发生自发且均匀的吸附，从而有效降低反应极化并稳定放电平台。

      该工作提出了一种基于梯状共轭聚合物构筑高稳定性铝离子电池正极的新策略，为发展低成本、高安全性的大规模储能技术提供了新的研究思路。

       论文第一作者为大湾区大学-南昌大学联培学生周巍，大湾区大学为论文的共同通讯单位。

       陈虎研究员博士毕业于北京大学，入选国家教育部海外高层次青年人才引才计划、广东省珠江学者、东莞市特色人才、莞邑人才等人才项目，在牛津大学、阿卜杜拉国王科技大学留学多年，在专业期刊上发布论文60多篇。课题组经费充足，资源丰富，现面向海内外公开诚聘客座研究生、研究助理、博士后研究人员，表现优异者可推荐去海外一流高校的课题组继续深造。有志加盟的青年才俊可发送邮件至chenhu@gbu.edu.cn 进行进一步的沟通交流（课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/hu/）。