近日，我校化学化工学院谷天天副教授在水系锌离子电池高电压有机正极方面取得研究进展，相关研究成果以“High-voltage organic cathodes dominated by anion intercalation for all-organic aqueous zinc-ion battery”（以阴离子插层为主的高压有机正极用于全有机水系锌离子电池）为题，发表在Chemical Engineering Journal（中科院一区TOP期刊，IF=13.2）上，该工作是基于前期有机储锌正极材料的结构设计与机制研究上（Nano Research Energy 2024,3:e9120124；Chemical Engineering Journal 2025, ( 513) 162993; Journal of Colloid and Interface Science 685 (2025) 604–614）取得的重要进展。

有机正极材料是极具发展潜力的水系锌离子电池电极材料之一，然而现有的有机储锌正极材料电压相对较低（几乎低于0.8 V vs. Zn/Zn²⁺），极大地限制了它们的潜在应用。p型有机化合物具有较高的氧化还原电位，可以有效解决工作电压低的问题，具有广阔的实际应用前景。基于此，本研究开发了一种新型p型有机正极BTAQX，并证明了其在水系锌离子电池和全有机水系电池中的卓越性能。通过原位FT-IR光谱和非原位XPS分析揭示了一种阴离子配位机制，涉及-NH-基团上可逆的OTF^-吸附/解吸。此外，通过密度泛函理论（DFT）计算，进一步探索了基于OTF^-存储的多电子反应。受益于BTAQX中的-NH-基团，BTAQX正极在水系锌离子电池中表现出卓越的电化学性能，在0.05 A g⁻¹下循环200次后，容量保持率96.7%，同时表现出1.10 V的稳定电压。值得注意的是，所构建的全有机BTAQX//DPPZ电池在水系电解质中具有优异的循环稳定性，在2 A g⁻¹下循环1000次后，容量保持率为66.7%。这项工作为p型高电压有机正极的分子设计提供了指导，并为可持续的水系电池技术提供了可行途径。

图1 BTAQX在水系锌离子电池中的电化学性能

论文第一单位为石河子大学，化学化工学院谷天天副教授和水利建筑工程学院任玉成副教授共为通讯作者。化学化工学院硕士生潘若男为论文第一作者，该工作得到国家自然科学基金（22469019, 22109106）和石河子大学青年创新拔尖人才项目（CXBJ202305）的支持。

（图文：谷天天 初审：张海洋 复审：刘平 终审：徐炜杰）