苏宝连院士领衔！绍兴大学舒杰/武汉理工李昱Angew丨氧化还原化学调控d轨道电子构型实现超长寿命铵离子电池！

背景: 随着可再生能源发展，对安全、低成本、环境友好的电化学储能技术需求迫切。水系铵离子电池（AIBs）因NH₄⁺离子半径适中、扩散动力学快、环境友好等优势备受关注，但电极材料选择有限，特别是普鲁士蓝类似物（PBAs）中d轨道电子构型与NH₄⁺存储稳定性的关系尚不明确。研究目的: 本研究通过调控PBAs中M'位点d轨道的t₂g和eg电子占据状态，设计单氧化还原中心正极材料，旨在平衡结构稳定性与电化学性能，实现超长循环寿命。结论: 研究表明，(NH₄)₂NiFe(CN)₆因Ni²⁺具有全满t₂g和半满eg电子构型，最大化晶体场稳定化能并最小化姜-泰勒畸变，表现出约70 mAh g⁻¹的可逆容量。在100 mA g⁻¹下循环10,000小时后容量保持86%，在1000 mA g⁻¹下循环30,000次，创下AIBs最长循环寿命纪录。原位XRD和DFT计算证实NH₄⁺通过氢键可逆嵌入/脱出，Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原对主导电荷存储。组装的全电池在200 mA g⁻¹下循环800次后容量保持88.3%，能量密度达54.0 Wh kg⁻¹，为下一代水系电池提供了有效策略。