中科院深圳先进院唐永炳AEM：双离子电池的进展与展望

双离子电池（DIB）作为一种新型的高性价比、高工作电压、环保的储能装置而备受关注。尽管其在负极侧具有与锂离子电池（LIB）相似的电化学反应，为了匹配正极侧阴离子的快速嵌入动力学并考虑到电解液体系完全不同，仍然需要考虑负极材料的合理设计和优化。

在此，中科院深圳先进技术研究院唐永炳研究员等人全面总结了DIBs的研究现状及进展。

作者首先介绍了DIBs的研究发展历程和工作机制，随后总结了DIBs电解液的研究进展，包括DIBs的性能影响因素及优化策略。用于DIBs的理想电解液体系一般要求超过5 V的电化学稳定窗口 (ESW)，且能够在正极侧以高容量实现阴离子的可逆嵌入，此外还应具有高浓度和高离子电导率，成本和安全性问题也必须考虑。

其次，用于DIBs的正极（碳质正极、有机正极、其他类型如过渡金属二硫属化物等）和负极材料（插层负极、合金负极、转化负极、有机负极）也得到了详细阐述。

图1. DIB中电解液系统的注意事项

最后，作者提出了DIBs的前景和未来的研究方向：

（1）仍然需要对电解液体系（高压、高浓度）和电极材料（先进表征+理论计算研究储能机制）进行单独设计和优化；

（2）电解液/电极界面对DIBs的电化学性能有很大影响。需要合理设计电解液成分（溶剂、盐类、添加剂等）或构建人工SEI层，电解液浓度变化对界面稳定性的影响也需要研究；

（3）正极和负极材料之间的有效匹配非常关键，还需要合理设计和优化具有良好反应动力学的负极材料，以实现具有高倍率性能的DIB。

图2. DIB未来的研究前景

Advances and Prospects of Dual-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102498

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