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轉(zhuǎn)換型電池應(yīng)用了優(yōu)選更多電荷轉(zhuǎn)移的原理。然而，二者之間的電子轉(zhuǎn)移模式未得到充分利用，影響了鹵素電池的電化學(xué)性能。

圖1 鹵化物鹽正極的特性和單電子轉(zhuǎn)移

香港城市大學(xué)支春義、中科院過程所何宏艷等提出了一種通過電解液定制實現(xiàn)的高效鹵素間限制技術(shù)。具體而言，這項工作利用一種常見的飽和Cl^?陰離子的商用電解液，實現(xiàn)了一種基于I^?/I⁺和Cl^?/Cl⁰對的三電子轉(zhuǎn)移鋰-鹵素電池。研究顯示，所制備的四丁基三碘化銨（TBAI3）||鋰電池除了由兩個電子I^?/I⁺氧化還原偶合產(chǎn)生的位于2.97 V和3.40 V的放電平臺外，還在3.85 V具有了一個與單電子Cl^?/Cl⁰氧化還原對的可逆氧化還原相對應(yīng)的更高的平臺。

圖2 三電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的電化學(xué)性能

得益于此，該電池實現(xiàn)了631 mAh g^-1_I的高容量（265 mAh g^-1_電極）和2013 Wh kg^-1_I（845 Wh k g^-1_電極）的創(chuàng)紀錄高能量密度。此外，為了支持這些發(fā)現(xiàn)，作者進行了實驗分析和密度泛函理論計算，以闡明這種新型鹵素間策略所涉及的氧化還原化學(xué)。作者相信，該工作在這里介紹的范例對其他鹵素電池追求高能量密度的啟發(fā)作用是可以預(yù)見的。

圖3 DFT計算

Three-Electron Transfer-Based High-Capacity Organic Lithium-Iodine (Chlorine) Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202310168

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?支春義/何宏艷Angew：基于三電子轉(zhuǎn)移的高容量有機鋰-碘電池

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