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基于碘元素!科学家开发出多电子转移高能量密度水系电池

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  基于碘元素!科学家开发出多电子转移高能量密度水系电池

溴-碘卤素化合物构建的多电子转移正极。大连化物所供图

  

能量密度和安全性是衡量二次电池的重要标准。传统的非水系锂离子电池尽管具有高的能量密度,但其采用的有机电解液易燃,安全性问题难以保障。水系电池采用水作为溶剂,具有安全性。然而,水系电池的能量密度一般较低,单位体积内的电池储存的电量较少。

  

本工作中,李先锋团队使用碘离子和溴离子混合卤素溶液作为电解液,构建了碘离子(I-)到碘单质(I2)进而到碘酸根(IO3-)的多电子转移反应。其开发的多电子转移正极比容量达840安时/升,该正极与金属镉组成全电池,基于正极侧的能量密度超过1200 瓦时/升。优化后的电解液,溴化物充当了氧化还原的桥梁,大幅度提高了电池的效率和反应速率。

该研究有望拓宽高能量密度水系电池的研究途径,为高能量密度水系电池的设计提供一种新思路。此外,该研究还拓展了水系电池的应用范围,有望应用在动力电池等领域,为环境保护和能源结构升级提供技术保障。(来源:中国科学报 孙丹宁)

  

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41560-024-01515-9

  
作者:李先锋等 来源:《自然—能源》

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