近年来,锂离子二次电池在能源储存领域取得了巨大的成功,推动了人类社会的发展。然而,面对锂离子电池关键材料的资源、环境、回收、价格等问题的挑战,发展下一代综合性能优异的电池关键材料非常关键。有机电极材料由于其原料来源渠道广泛、结构灵活且可设计性强、相对较低的成本和环境友好等特点,在电化学能源储能领域受到广泛关注。然而有机分子固有的低电子电导率和高溶解性,极大地限制有机电池的发展。卟啉有机材料由于其具有高氧化还原活性和快速的多电子转移等特点,在电化学能源储能领域中作为新型有机电极活性材料具有潜在应用价值。本文设计合成了5,15双（乙炔基）-10,20-二苯基金属卟啉化合物（其中金属离子分别为铜离子、镍离子、钴离子,分别以Cu DEPP、Ni DEPP、Co DEPP表示）作为有机正极材料,通过分子调控手段,引入乙炔基官能团改善分子的结构稳定性以及电子电导率,系统研究金属配离子对电极性能的影响,初步探究了其在不同有机碱金属电池体系中的应用,且进行其电化学储能极致的研究。通过电解液工程调控手段,研究卟啉基有机正极的电化学性能提升方案,以Cu DEPP为例,系统的探究了电解液对其在储能机理方面的影响。本论文的主要内容如下:1)设计且制备了基于卟啉环的镍、钴金属卟啉分子（Ni DEPP、Co DEPP）作为正极材料应用于有机碱金属电池储能体系中,基于卟啉四电子转移反应机理,Ni DEPP和Co DEPP的理论容量为189m Ah g-1。通过恒电流充放电、循环伏安等手段系统研究了其电化学性能,采用一系列非原位表征手段探究了功能化金属卟啉的电荷储存机理。研究显示Ni DEPP正极比Co DEPP拥有更好的电化学性能,其电荷储存机制属于赝电容贡献,结晶性良好的卟啉材料经过循环之后,转变为非晶态材料,有利于阴阳离子在电极表面的嵌入/脱出。研究发现卟啉材料的活性中心处于氮原子上,且中心金属能够稳定卟啉材料的结构,有利于延长电极循环寿命。2)通过对电解液进行调控优化金属卟啉材料的电化学性能。在Cu DEPP正极中,设计多种不同类型阴离子的电解液和不同浓度的电解液。通过恒电流充放电、循环伏安等电化学性能测试手段,及多种非原位的光谱、电子能谱等表征手段系统探究了研究阴离子、阳离子、溶剂分子以及电解液浓度与Cu DEPP电化学性能的作用关系以及其电荷存储机理的差异。研究发现Cu DEPP正极与含磷和氮基阴离子的电解液比含硼基阴离子电解液具有更好的相容性;同时,包含C=O或S=O基团的阴离子也显示出能够增强电极材料电荷存储的特性。在基于六氟磷酸锂（Li PF6）盐的电解液中,在1000 m A g-1的电流密度下,Cu DEPP经过1000次循环之后获得的比容量为175 m A h g-1,容量保持率为85%。基于高浓度的双（三氟甲烷磺酰基）亚胺锂（Li TFSI）的电解液中,其可逆比容量得到进一步提高(在300 m A g-1时高达250 m A h g-1)。但因在高浓度电解液中,离子扩散动力学影响显著,其倍率性能和循环稳定性受到抑制。运用不同的光谱、能谱等技术手段对卟啉正极进行了研究,结果表明,官能团和高浓度电解液的良好匹配性可以促进锂有机电池中双极卟啉正极的性能。