（内容来源：eScience）

亮点介绍

1. 提出有机分子晶体预嵌钾离子策略，提升有机电极材料结构稳定性与离子传输速率；

2. 实现高能量密度及长循环寿命的锂-有机电池；

3. 成功构建柔性纤维锂-有机电池，推动可穿戴能源器件实用化。

引言

有机电极材料因其分子结构可设计性和可持续特性，被认为是发展高性能锂离子电池的重要方向。然而，有机晶体分子在充放电过程中层间结合力较弱，尤其是在多电子反应时易发生结构剥离，导致循环稳定性差，严重制约其实际应用。针对上述问题，该研究提出了一种金属离子预嵌入的晶体结构调控策略。通过将半径较大的钾离子（K+）作为层间支柱离子引入玫棕酸盐（C6O62−）层状材料中，系统探究了嵌入离子对材料结构与性能的影响。研究结果表明，K+与层中八个氧原子形成稳定的配位环境，显著增强了层间相互作用，有效抑制了充放电过程中活性层的剥离行为。该结构设计同时促进了锂离子的快速迁移，改善了电极反应动力学。基于K2C6O6正极的锂-有机电池表现出优异的综合性能：其能量密度达到722 Wh kg−1（基于活性材料），在1.0 C倍率下的可逆容量为315 mAh g−1，循环500次后仍保持225 mAh g−1，展现出卓越的循环稳定性。此外，利用有机材料本征的柔韧性，成功构建出纤维状柔性电池器件，在不同弯曲状态下仍保持稳定输出，为可穿戴电子系统提供了新的能源解决方案。该研究不仅证实了预嵌钾策略在提升有机电极结构稳定性与离子传输性能方面的重要作用，也为实现高性能有机电池的实用化提供了新的设计思路。

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