開發(fā)高能量密度電池是電動汽車和智能電網(wǎng)等長續(xù)航和大規(guī)模儲能體系的長期追求目標。

鋰金屬氟基電池不但能夠通過多電子轉(zhuǎn)移和高電位的轉(zhuǎn)換反應，具備實現(xiàn)高能量密度儲能的潛質(zhì)，并且相比分子轉(zhuǎn)換型鋰硫和鋰氧電池，能夠更好地規(guī)避由反應限域困難引發(fā)的正極活性物質(zhì)損失和負極副反應滋生等系列問題。然而，對于鋰-氟轉(zhuǎn)換體系，鈍化性的氟化鋰（LiF）在反應過程中難以得到持續(xù)激活而在電極表面不均勻沉積，造成嚴重的電壓極化和容量衰減。

針對鋰-氟多相轉(zhuǎn)換反應面臨的動力學遲緩和可逆性不佳的難題，中國科學院上海硅酸鹽研究所李馳麟研究員團隊提出了一種新型的固液氟轉(zhuǎn)換機制，通過在醚類電解液中引入陰離子受體添加劑，促進鈍化相LiF的解離并在多相反應界面處形成溶劑化的氟離子配位中間體，進而在LiF和Fe基物相間構(gòu)建便捷的固液氟傳輸“通道”。

這種固液氟傳輸機制能夠避開艱難的固固轉(zhuǎn)換方式，提升了鋰-氟多相轉(zhuǎn)換反應的動力學，激活了大容量和高能量效率的金屬氟基電池的持久運行，為高能量密度轉(zhuǎn)換型氟基電池體系的開發(fā)提供了一種有效策略。相關(guān)成果發(fā)表于Science Advances。

作者：許琦敏

圖源：SCIENCE網(wǎng)站

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