目前有机电极材料主要可分为羰基化合物、有机硫化物、导电聚合物、氮氧自由基化合物这四类，其中羰基化合物材料具有电化学反应活性强、理论比容量高等优点，在钠、钾离子电池被广泛研究。羰基化合物的氧化还原反应机理为羰基（C==O）的烯醇化反应，每一个C==O单元对应于一个电子的得失。由于烯醇化反应的动力学速率快，羰基化合物具有较高的电化学反应可逆性。根据官能团差异，羰基化合物电极材料主要可分为醌类、酰亚胺类和共轭羧酸类3大类。羰基化合物的研究必须从材料的可控制备、电极界面反应动力学研究以及电池体系的先进表征以及电池模拟等三个方面展开，以解决电池的电极微纳结构设计与材料反应性质的调控、电极/电解质界面的结构修饰与功能调控以及电池反应的安全性控制机理。

现阶段报道的羰基化合物电极材料普遍存在的问题以及解决方法如下：

（1） 循环稳定性不佳

小分子羰基化合物在电解液中存在不同程度的溶解现象，因此容量衰减较快。针对这一问题，现阶段采取的解决方法有如下几种：（a）制备小分子羰基化合物的金属盐，制备类似金属-有机框架结构化合物；（b）合成大分子聚合物，降低溶解性；（c）与碳材料复合，碳材料的吸附作用，降低有机物的溶解性；（d）电解液的改善。

（2）多数羰基化合物固有导电性较差，倍率性不佳

针对羰基化合物本征导电性差的问题，现阶段的主要改性方式如下：（a）增大羰基化合物的共轭平面，调整共轭羰基化合物的能带结构，减小带隙以提高材料的固有电子导电性；（b）与导电添加剂复合，该方法相对简单，更容易大规模实际应用。

（3）羰基化合物正极材料电压偏低0.6~2.2V （vs. Na+/Na or K+/K）

    有机化合物的物理化学性质与其分子结构密切相关，通过调节分子的化学组成可以实现对其氧化还原电势的可控调节。现阶段，研究者们通常采用基团接枝和杂原子取代两种方式调节羰基化合物的氧化还原电势。在羰基化合物中引入吸电子基团，可以降低其最高占有分子轨道(HOMO)和最低未占有分子轨道（LUMO）的能级，从而提高其嵌钠电势；此外，电负性较强的原子（如O，N，S等）取代羰基化合物中的碳原子，可以有效提高羰基化合物的正极材料氧化还原电势。 

钠（钾）离子电池资源丰富、成本低廉，是极具大规模应用潜力的新型电池体系。然而，受制于较大的钠（钾）离子半径，这两类电池电极材料的选择受到了极大的限制。以共轭羰基化合物为代表的有机电极材料具有柔性的骨架结构，对阳离子半径选择性小，且结构多样、理论比容量高、环境友好，基于有机共轭羰基化合物构建的钠（钾）离子电池是未来“绿色电池”发展的重要方向。该文介绍了共轭羰基化合物的分类、储钠/钾性能及机理，重点探讨了羰基化合物作为储钠（钾）材料存在的问题和改进方法。最后，提出通过分子结构设计（基团接枝或杂原子取代等）、制备复合材料以及电解液体系的优化等方式，可以进一步提高基于有机羰基化合物的钠（钾）离子电池的性能，构建下一代应用于规模储能的低成本、高性能储能体系。

羰基化合物的理论比容量和电压