湖南大学梁宵&浙江大学程豪Angew：基于固-固转化机理锌负极与卤素互化物碘正极构筑的高压氟离子电池

本文针对室温氟离子电池（FIBs）中电极导电性差、电压低、动力学迟缓等问题，跳出传统金属氟化物电极，创新性地构建了基于固-固转化机理的锌负极与卤素互化物碘正极的高压氟离子电池。研究背景表明，传统FIBs受限于CuF₂、BiF₃等电极的低电压和严重极化。研究目的旨在通过新型电极和电解液设计，开发高电压、长循环的室温FIBs。结论显示，在NH₄F的水/甲醇混合电解液中，通过NH₄⁺与Zn²⁺的络合作用，激活了Zn↔ZnOHF的可逆固-固转化反应；甲醇的加入有效抑制了析氢副反应，并加速了氟离子去溶剂化。正极侧，通过添加四己基碘化铵（THAI）络合剂，将可溶性I₂F⁻转化为不溶的THAI₂F沉淀，抑制了穿梭效应。优化后，ZnOHF/Zn负极实现1100小时稳定循环，F-Zn//I₂电池在2 A g⁻¹下提供168 mAh g⁻¹比容量，2500次循环后容量保持率达81%，输出电压约1.3 V，为构建高性能室温FIBs提供了新思路。