支春义AEM：高I含量的高热/电化学稳定性I-/I3-键合有机盐助力长寿命Li-I2电池

Nanoyu

2022-02-25

锂碘（Li-I₂）二次电池是一种极具吸引力的储能系统，具有高能量密度、高功率密度、可持续性和可负担性等特点，这是由于碘具有良好的氧化还原化学性质。然而，正极严重的热力学不稳定性和穿梭问题一直困扰着活性碘的负载量、容量保持和循环性能。

近日，香港城市大学支春义教授报道了具有高度热稳定性和电化学稳定性的I^-/I₃^-键合有机盐作为Li–I₂电池正极材料的研究进展。

文章要点

1）碘/多碘离子与有机基团的化学键可以有效稳定高达80 wt%的碘，而不会牺牲快速和可逆的氧化还原反应活性。因此，显著抑制了穿梭效应，提高了正极容量并抑制了锂负极上的侧面反应。

2）实验结果显示，这种正极使Li-I₂电池在0.5 C时的比容量为173.6 mAh g⁻¹ _{methylamine hydroiodide (MAI)}（217 mAh g⁻¹_I），在50 C时的倍率容量为133.1 mAh g⁻¹_MAI，在10000次循环（5个月）中的容量保持率高达98.3%。

3）研究人员通过原位、非原位光谱表征和密度泛函理论计算阐明了碘化物与有机基团之间强烈的化学相互作用。

本文阐述的正极化学对Li-I₂电池的发展起到了推动作用，并有望推广到其他金属碘电池技术。

参考文献

Pei Li, et al, Highly Thermally/Electrochemically Stable I⁻/I₃⁻ Bonded Organic Salts with High I Content for Long-Life Li–I₂ Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103648

https://doi.org/10.1002/aenm.202103648