宁波大学舒杰EnSM: 深入了解阴离子存储电池：材料、特性和挑战

近年来，阴离子存储技术因其高能量密度被认为是典型金属离子电池的有前途的替代技术，包括卤素阴离子（F^–，Cl^–，Br^–，I^–）和复合阴离子（PF₆^–, BF₄^– , FSI^– , 等）。对阴离子存储的研究不仅可以开发电池，还可以将其扩展到更新颖的电池概念，如海水淡化和双离子电池（DIBs）。

然而，理论和实际性能的差异是阴离子存储发展的关键问题。因此，了解各种电池的工作机理和性能提升的方法对于未来阴离子电池系统的发展是必要的。

为此，宁波大学舒杰教授等人详细回顾了各种阴离子存储技术在电极材料和电解质方面的研究进展和挑战。在这篇综述中，作者全面报道了各种阴离子的储存，包括卤素和复合阴离子，特别突出了各种负离子存储的电极材料和电解质，最后得出结论并给出前景。

作者总结了在电化学过程中大半径阴离子导致巨大的电极体积变化的关键问题，电极和电解液的副反应是由电极材料的粉碎和分解引起的，这些触发因素总是导致循环能力差和反应动力学缓慢。此外，具有优异离子电导率、强电化学稳定性、宽电化学窗口和电极兼容性的合适电解质对于阴离子电池的改进也是必不可少的。

图1. 负离子储能的发展历程

最后，作者还提出了分别针对氟离子电池、氯离子电池、金属溴化物/碘电池以及双离子电池发展的有效建议。总之，阴离子电池是除阳离子电池之外，还有很大发展前景的一类电池。负离子存储的研究不仅可以应用于各种负离子电池的开发，还可以扩展到基于各种阴、阳离子的DIBs。

此外，它们在未来的海水淡化技术和海水净化方面具有很大的应用前景。因此，综合总结和分析各种阴离子的储存行为是非常有意义的。

图2. 不同电池技术的比较以及电池示意图和反应方程式

Insight into Anion Storage Batteries: Materials, Properties and Challenges, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.011

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