有机醌类电极材料是以醌类化合物作为电化学活性物质的一类有机电极材料。有机醌类电极材料通过阳离子与羰基之间的离子配位机制存储电荷,通过分子设计调控氧化还原电位和电子转移数,可实现电池性能的定向优化。
有机电极材料包含碳、氢、氧等丰富的轻质元素,与无机电极材料相比,具有成本低廉、绿色可持续、环境友好等优点,在电化学储能领域极具吸引力。根据活性官能团的种类不同,在研有机电极材料可分为导电聚合物、有机硫化合物、醌类化合物、有机自由基等。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2031年中国有机醌类电极材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,有机醌类电极材料因其理论容量较高、电化学可逆性优异、结构设计灵活、资源可再生等优势,是目前研究最广泛的有机电极材料类别。有机醌类电极材料有望成为下一代锂离子电池正极材料的理想材料,近年来,有机醌类电极材料相关研究不断深入,为其产业化应用奠定了基础。
如香港城市大学支春义教授课题组提出了硫脲分子偶联策略,该策略在多种醌类分子中展现出具有通用性,为设计实用的有机醌类电极材料提供了新思路;成都理工大学张伟彬团队验证了分子结构调控构筑抗溶解有机电极的可行性,缓解了有机醌类电极材料因溶解导致的性能衰减难题。
清华大学深圳国际研究生院专利“一种含硫杂环的三蝶烯醌有机电池正极材料及其制备方法”,得到的含硫杂环的三蝶烯醌有机正极材料表现出优异的充放电循环稳定性和倍率性能,可以实现高容量、高倍率、长循环寿命的有机电池性能。
产业化方面,美国Quino Energy(菎能公司)专注于水系有机液流电池(AORFBs)研发与商业化,核心技术为采用零废连续流工艺规模化生产的醌类有机电解液,技术源自哈佛大学的水系有机液流电池研究。2025年美国Quino Energy完成1600万美元A轮融资,用于扩大电解质生产规模及推进商用硬件试点。
新思界
行业分析人士表示,有机醌类电极材料具有环境友好、结构设计灵活、电化学可逆性优异等优点,在水系有机液流电池、锂离子电池和超级电容器等领域具有广阔的应用前景,近年来,水系有机液流电池正加速从实验室走向商业化,为有机醌类电极材料市场打开了新的需求空间。
关键字: