湖南大学「国家高层次人才」梁宵/浙江大学程豪Angew丨Zn负极耦合碘正极实现高压氟离子电池！

背景：室温运行的氟离子电池因F⁻具有高氧化稳定性、原料丰富和高体积能量密度而备受关注，然而受限于合适电极反应不足，其实际输出电压通常低于0.5 V，远低于理论值；传统金属氟化物电极还存在极化大、反应动力学慢、结构退化和容量衰减等问题。研究目的：为了构建高电压、快动力学、长寿命的室温氟离子电池，本研究通过系统设计Zn负极固固转化和碘正极互卤素化学，旨在突破长期低电压瓶颈并提升循环稳定性。结论：该研究开发了一种水系氟离子电池体系，在NH₄F基甲醇/水混合电解液中耦合Zn↔ZnOHF固固转化负极与可逆I⁻↔I₂F⁻互卤素转化碘正极，实现了约1.3 V的输出电压；甲醇/水混合电解液有效抑制析氢反应并加速F⁻去溶剂化，使ZnOHF/Zn负极在1 mA cm⁻²和2 mAh cm⁻²条件下稳定运行超过1100 h；四己基碘化铵（THAI）将可溶I₂F⁻固定为不溶性THAI₂F，抑制穿梭效应；F-Zn/I₂电池在2 A g⁻¹下比容量为168 mAh g⁻¹，循环2500圈后容量保持率达81%。