Nat. Mater.：通过超浓电解液将嵌入电化学扩展到可溶性层状卤化物

嵌入化合物为当今商业化锂离子电池提供了基础。纵观历史，大量研究集中在主要依赖层状氧化物或硫化物的电极的设计上，并由于溶解度问题而忽略了相应的卤化物。

法国巴黎索邦大学Jean-Marie Tarascon、Alexis Grimaud等人展示了通过使用超浓电解液（5 M LiFSI/DMC）以电化学方式将Li⁺可逆地嵌入VX₃化合物（X = Cl、Br、I）中的可行性，从而打开了获得Li_xVX₃相家族的途径。

图1 电解液工程解锁Li⁺在VX₃相的可逆嵌入

作者通过实验证明，活性材料在超浓电解液中具有低溶解度，这可以改善氧化还原活性材料的循环性能，因此可以用于将插层电化学扩展到过渡金属卤化物。

除了解锁新型层状结构的合成之外，该研究还为理解一种迄今为止尚不为人所知的与使用超浓电解液有关的效应奠定了基础，即活性材料的溶解度降低。

图2 循环时材料晶体结构的演变

事实上，作者证明了过渡金属化合物在超浓电解液中的低溶解度来源于溶解度平衡的变化，也就是说，它来自热力学效应，而不是动力学效应，这也适用于在超浓电解液中集流体的稳定性会得到提高，尽管存在腐蚀性阴离子（例如 FSI- 或 TFSI-）。

这项工作的研究结果的机制和相应的影响丰富了对超浓电解液的基本理解，并构成了设计具有可调特性的新型嵌入化合物的关键步骤，适用于包括锂离子电池在内的广泛应用。

图3 超浓电解液在热力学上防止卤化钒溶解

Extending insertion electrochemistry to soluble layered halides with superconcentrated electrolytes. Nature Materials 2021. DOI: 10.1038/s41563-021-01060-w

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Nat. Mater.：通过超浓电解液将嵌入电化学扩展到可溶性层状卤化物

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