AEM：全固态氟离子电池高容量Cu2O正极的可逆和快速（脱）氟化

全固态氟离子电池（FIBs）被认为是很有前景的储能设备；然而，目前提出的正极在高能量密度和高倍率能力方面未能满足实际应用的要求。

在此，京都大学Kentaro Yamamoto等人首次使用稳定且低成本的氧化亚铜 (Cu₂O) 作为具有可逆和快速（脱）氟化行为的全固态FIB的正极材料。除了理论上具有100% 原始金属转化率之外，Cu₂O还具有极高的氧化还原物质 (Cu⁺)含量，因此与拓扑规整氧化物和氟氧化物相比具有更高的理论容量。

同时，Cu₂O正极还具有高度可及的非密堆积Cu-O构型。与基于Cu/CuF₂的正极相比，它表现出大大提高的倍率能力。作者使用电化学方法和XAS的组合，证实了涉及用于电荷补偿的Cu⁺/Cu²⁺氧化还原的相变反应机制。

图1. 块状电池和Cu₂O正极材料的表征

因此，Cu₂O作为全固态FIB的正极材料的首次放电容量约为220 mAh g^-1，在前5个循环中观察到快速的容量衰减，这归因于部分结构的非晶化。此外，与简单的金属/金属氟化物体系相比，该材料表现出优异的倍率性能，在1 C下的首次放电容量为110 mAh g^-1。

此外，KJMA方程表明相界运动是决速步骤，基于Cu₂O晶格的结构特征结合EXAFS分析讨论了可能的反应模式和F占有率。这项研究初步展示了全固态FIBs正极材料快速氟化的潜力，这使全固态FIBs更接近实际应用。

图2. Cu₂O正极材料在140 °C下的电化学性能

Reversible and Fast (De)fluorination of High-Capacity Cu₂O Cathode: One Step Toward Practically Applicable All-Solid-State Fluoride-Ion Battery, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102285

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AEM：全固态氟离子电池高容量Cu2O正极的可逆和快速（脱）氟化

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