麦立强/安琴友AEM：用于高度稳定和超快储能的液相诱导固溶相机制

相变引起晶格参数的较大变化，从而对电极材料的电化学储能产生负面影响。相比之下，固溶相储能机制可以确保结构的收缩/膨胀较小，因此电极材料具有更好的循环性和快速反应动力学。

在此，武汉理工大学麦立强教授、安琴友研究员等人系统地研究了K_2.55Zn_3.08[Fe(CN)₆]₂·0.28H₂O (KZnHCF) 电极材料在不同电解液中的电化学储能机制。原位XRD分析表明，在低K⁺浓度的电解液中存在混合储能机制（固溶体和两相储能机制），而在5.0 M KCF₃SO₃电解液和3.0 M KCF₃SO₃+2.0 M Zn(CF₃SO₃)₂混合电解液（同时含有KCF₃SO₃和Zn(CF₃SO₃)₂）中只存在固溶相储能机制。

原位衰减全反射傅里叶变换红外线 (ATR-FTIR) 探测表明KZnHCF在离子嵌入/提取过程中存在化学结构不稳定性，这可能是由两相转变引起的。此外，由于对混合电解液中结构退化的更强抑制，KZnHCF的循环稳定性得到了极大的提高。

图1. 相和化学结构演变的原位XRD表征

因此，KZnHCF正极在 20 A g^-1下实现了高倍率性能（所有电流密度均基于正极活性材料的质量设置），容量保持率为66.6%，10000次循环后容量保留率为 93.7%。构建的KZnHCF//Zn全电池显示出1.82 V的高放电平台，2000次的长循环性能和89.0% 的容量保持率，以及10 A g^-1时85.5% 的容量保持率。

此外，软包电池可以提供超过3.60 mAh的高容量，对应于 0.207 mAh cm^-2的面积容量。因此，这种液相诱导固溶相机制为抑制离子存储中的两相转变过程提供了一种有效的替代方法，以实现快速稳定的能量存储。

图2. KZnHCF//Zn纽扣/软包电池的组装和电化学性能

Liquid Phase-Induced Solid Solution Phase Mechanisms for Highly Stable and Ultrafast Energy Storage, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102342

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麦立强/安琴友AEM：用于高度稳定和超快储能的液相诱导固溶相机制

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