卤素水系可充电电池的研究进展

简单介绍了卤素水系可充电电池的优势以及所面临的困难，详细综述了近年来卤素水系电池电解液和相关电极材料的一些研究进展，结合卤素水系电池面临的挑战，将研究策略进行分类总结，主要包括提高电解质中盐浓度、电极材料的“化学吸附”、引入络合剂固定卤素的氧化产物以及通过卤素转换形稳定的卤间化合物等有效解决方案，其中对卤素水系电池电解质、电极材料以及主要的电化学性能总结，为促进高性能卤素水系电池的发展提供借鉴参考作用。最后展望了卤素水系电池未来的发展前景。     

低成本铝离子电池电解液的设计及应用

可充电铝离子电池由于高体积/质量比容量、高安全性、环保等优点被认为是非常具有前景的下一代储能电池。然而广泛使用的AlCl₃/EMImCl离子液体电解液由于具有一定毒性和高昂的价格制约着铝离子电池的进一步应用。基于此，通过效率和稳定性测试筛选四种不同的低成本尿素基配体，选择了性能最好的AlCl₃/1,3-二甲基脲作为铝离子电池的电解液。最后以人造石墨作为正极组装了全电池。该电池在50 mA·g^-1的电流密度下实现了91.1 mAh·g^-1的高比容量，并能够稳定循环超过100圈，容量保持率高达95.8%。     

具有快速动力学特征的苯醌衍生物电极材料在水系质子电池中的设计和研究

含氧化还原活性基团的苯醌衍生物，在水系质子电池里是一种比容量高、资源丰富的理想电极材料，然而其高溶解性和低的工作电压不利于质子电池的循环稳定性和能量密度的提升，引入吸电子基团不仅可以降低其LUMO能量来提升其反应电位，还可以一定程度上抑制其溶解来提升稳定性。因此，通过电化学研究并对比了3种不同的苯醌化合物作为质子电池的电极材料，研究了不同氯取代情况造成的影响。其中四氯取代的四氯苯醌（4ClBQ）反应电位最高（0.51 V vs. Ag/AgCl），多电子氧化还原反应机制使其在水系质子电池里具有158 mAh/g的出色容量和高的倍率性能，并且氯取代有效抑制了溶解，在1 A/g的电流密度下也能稳定循环超过1200圈，显示出优异的性能。最后通过探究了电荷的快速反应动力学特征解释了出色的倍率性能。该研究表明，通过引入-Cl基团改进的4Cl-BQ，能进一步提升其在电池里综合性能，是一种极具发展潜力的水系质子电池材料。