锂离子电池已经广泛运用到日常生活的各个方面,但是人们对价格便宜、环境友好、资源丰富的电极材料的探索从未停下脚步。商业化的无机化合物（如聚阴离子化合物和层状金属氧化物）电极材料的发展逐渐面临能量密度、资源、价格等因素的挑战,开发环境友好、综合性能优异的电化学储能材料是目前研究的热点之一。有机电极材料因为其资源丰富、可回收利用、和结构可设计引起了越来越多的关注。然而,有机电极材料的电子电导率较低且在电解液体系中的溶解度大,导致活性材料的利用率低、循环稳定性差,这也是困扰有机电池发展的主要瓶颈。本论文从分子设计角度出发,开发改性卟啉分子作为活性材料,通过改变环境因素诱导有机分子的原位聚合等策略,开发结构稳定的有机正极,并应用在有机电池体系中。本论文制备了两类卟啉材料:第一类是[5,15-双（乙炔基）-10,20-二苯基卟啉]铜（II）（CuDEPP）和5,15-双（乙炔基）-10,20-二苯基卟啉（DEPP）;第二类是5,10,15,20-四（乙炔基）卟啉铜（II）（CuTEPP）和5,10,15,20-四（乙炔基）卟啉锌（II）（ZnTEPP）,分别研究了其作为有机正极的电化学储能性能,并初步探讨了其氧化还原机理。本论文主要研究内容如下:（1）合成制备了基于卟啉的CuDEPP和DEPP作为有机正极材料用于有机锂电池。系统研究了其在不同温度下的电化学性能,并且运用不同的光谱、能谱等技术仔细监测卟啉分子的变化,探究了高温下卟啉正极的电荷存储机理。CuDEPP和DEPP正极均随着工作温度的上升,可逆容量提升。CuDEPP在50℃下仍然可表现出优异的性能,经过2000次循环后,其可逆比容量为272 m Ah g-1,平均电压为2.8 V（vs.Li+/Li）。电极优异的电化学性能与乙炔基在初始循环中的原位电化学氧化聚合密切相关,首次充放电之后电极的稳定性得到显著的提高。因铜配位离子能稳定卟啉分子结构,并在循环过程中参与了氧化还原反应,因此CuDEPP相较于DEPP有着更高的可逆容量。研究显示CuDEPP和DEPP的电荷存储机理是基于阴阳离子在材料表面以及近表面的反应,即赝电容反应占据主要贡献。（2）乙炔基官能团的引入能稳定电极并改善卟啉材料的电化学性能。设计和合成了具有四乙炔基官能团的卟啉材料CuTEPP和ZnTEPP,系统研究了其作为正极在电化学储能体系的性能,并探讨了其电荷存储机理。以有机钠电池体系作为研究对象,CuTEPP和ZnTEPP正极在0.5 A g-1的电流密度下经过300循环后可分别释放出125和74 m Ah g-1的可逆比容量,容量保持分别为87.4%和66.1%。不同的阴离子均能与金属卟啉正极反应,通过理论计算得知PF6-和TFSI-阴离子以及Na+阳离子在金属卟啉上的作用位点为氮原子,在充电或放电状态时位于卟啉环的两侧,X射线光电子能谱也进一步证实充放电之后氮元素化学环境显著变化。同时,采用硬碳作为负极,CuTEPP正极组成的全电池也表现出优异的电化学性能,首圈放电比容量为138 m Ah g-1,库伦效率为98.5%。