天津大学×华南理工大学发表最新Nature论文

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

采用丰富且可回收的有机电极材料的有机电池，为依赖资源有限的矿物来源的无机电极材料的商用锂离子电池提供了一种可持续且环保的替代方案。然而，有机电极材料固有的绝缘性和溶解性问题，严重阻碍了有机电池的实际应用。

2 月 18 日，华南理工大学黄飞教授团队联合天津大学许运华教授团队（天津大学博士研究生李振飞、华南理工大学副教授唐浩然为论文共同第一作者），在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Practical lithium–organic batteries enabled by an n-type conducting polymer 的研究论文。

该研究在新型 n 型导电聚合物材料聚(苯并二呋喃酮)（PBFDO）的基础上，系统调控了材料中电子与锂离子的“协同传输”效率，成功开发出首款兼具优异电子导电性、锂离子快速传输能力和高储能容量的有机正极材料，进而开发出了全球首个实用型有机电池。

这项研究旨在解决有机电池走向实用的两大核心难题——导电性差和易溶解于电解液。

研究团队在新型 n 型导电聚合物材料聚(苯并二呋喃酮)（PBFDO）的基础上，开发出来有机正极材料。

PBFDO 本身具有很高的电导率，无需像传统电极那样混合大量（通常占 30% 以上）的导电碳粉，这大大提升了电池的能量密度。此外，PBFDO 不易溶解，从而解决了有机材料在电解液中容易溶解、导致电池性能迅速衰减的问题。PBFDO 电极表现出极高的活性物质载量（206 mg cm⁻²）和面积容量（42 mAh cm⁻²），这是迈向大容量、实用化有机电池的关键指标。

研究团队进一步制作了首个安时级（2.5 Ah）的实用化有机软包电池，其电池能量密度高达 255 Wh kg⁻¹，媲美甚至优于部分商用锂离子电池，能够在 -70°C 到 80°C 的宽温域范围内高效运行，并展现出出色的柔韧性和安全性等优势，表明了其在极端条件和可穿戴电子产品中的应用具有相当大的潜力。

简单来说，这项技术造出了一种性能强大、安全、环保且可能更便宜的有机电池正极材料，为制造下一代高性能有机电池打开了大门，特别是在极端环境和可穿戴设备领域应用前景广阔。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10174-7