開發(fā)高能量密度電池是電動汽車和智能電網(wǎng)等長續(xù)航和大規(guī)模儲能體系的長期追求目標(biāo)。

鋰金屬氟基電池不但能夠通過多電子轉(zhuǎn)移和高電位的轉(zhuǎn)換反應(yīng)，具備實現(xiàn)高能量密度儲能的潛質(zhì)，并且相比分子轉(zhuǎn)換型鋰硫和鋰氧電池，能夠更好地規(guī)避由反應(yīng)限域困難引發(fā)的正極活性物質(zhì)損失和負(fù)極副反應(yīng)滋生等系列問題。然而，對于鋰-氟轉(zhuǎn)換體系，鈍化性的氟化鋰（LiF）在反應(yīng)過程中難以得到持續(xù)激活而在電極表面不均勻沉積，造成嚴(yán)重的電壓極化和容量衰減。

針對鋰-氟多相轉(zhuǎn)換反應(yīng)面臨的動力學(xué)遲緩和可逆性不佳的難題，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所李馳麟研究員團(tuán)隊提出了一種新型的固液氟轉(zhuǎn)換機(jī)制，通過在醚類電解液中引入陰離子受體添加劑，促進(jìn)鈍化相LiF的解離并在多相反應(yīng)界面處形成溶劑化的氟離子配位中間體，進(jìn)而在LiF和Fe基物相間構(gòu)建便捷的固液氟傳輸“通道”。

這種固液氟傳輸機(jī)制能夠避開艱難的固固轉(zhuǎn)換方式，提升了鋰-氟多相轉(zhuǎn)換反應(yīng)的動力學(xué)，激活了大容量和高能量效率的金屬氟基電池的持久運行，為高能量密度轉(zhuǎn)換型氟基電池體系的開發(fā)提供了一種有效策略。相關(guān)成果發(fā)表于Science Advances。

作者：許琦敏

圖源：SCIENCE網(wǎng)站

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