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氯(Cl)基電池，如Li/Cl₂電池，被認(rèn)為是低成本、高性能的儲能材料。然而，目前鋰金屬負(fù)極在氯基電池中的使用引起了人們對安全性、成本和生產(chǎn)復(fù)雜性的嚴(yán)重?fù)?dān)憂。

更重要的是，鋰金屬和氯基電解液之間的副反應(yīng)需要大量鋰金屬，這不可避免地會降低整個電池的電化學(xué)性能。因此，為氯基電池建立新的負(fù)極化學(xué)，特別是具有電化學(xué)可逆性的負(fù)極化學(xué)是至關(guān)重要的。

在此，復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授，上海交通大學(xué)孫浩教授等人首次以1，2-二氯乙烷和環(huán)化聚丙烯腈為關(guān)鍵介質(zhì)，通過有效的電解液稀釋和負(fù)極/電解液界面鈍化，實(shí)現(xiàn)了氯基電池中可逆硅的氧化還原。

圖1. LSC/SOCl₂電池的初始放電性能

具體而言，該工作首次提出了在Cl基電解液中的高度可逆的Si氧化還原，這是在電解質(zhì)溶劑化和負(fù)極/電解質(zhì)界面鈍化的協(xié)同作用下實(shí)現(xiàn)的。DCE和PAN被證實(shí)是硅合金在SOCl基電解質(zhì)中穩(wěn)定的關(guān)鍵介質(zhì)，從而保證了Si氧化還原的可逆性。

利用這一發(fā)現(xiàn)，該工作展示了第一個用于初級SOCl和可充電Cl電池的Si負(fù)極，與傳統(tǒng)的Li金屬電池相比，該電池具有更好的電化學(xué)性能。

此外，采用低成本、高容量、高安全性的Si作為負(fù)極，DCE作為稀釋劑，與傳統(tǒng)的Li/Cl₂電池相比，成本降低了84%，這是邁向?qū)嵱没年P(guān)鍵一步。

圖2. 可充電LSC/Cl₂電池的電化學(xué)性能

Unlocking Reversible Silicon Redox for High-Performing Chlorine Batteries， Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202306789

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彭慧勝/孫浩?Angew.：解鎖氯基電池中硅負(fù)極的可逆氧化還原

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