開發高能量密度電池是電動汽車和智慧電網等長續航和大規模儲能體系的長期追求目標。
鋰金屬氟基電池不但能夠透過多電子轉移和高電位的轉換反應，具備實現高能量密度儲能的潛質，並且相比分子轉換型鋰硫和鋰氧電池，能夠更好地規避由反應限域困難引發的正極活性物質損失和負極副反應滋生等系列問題。然而，對於鋰-氟轉換體系，鈍化性的氟化鋰（LiF）在反應過程中難以得到持續啟用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，中國科學院上海矽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換機制，透過在醚類電解液中引入陰離子受體新增劑，促進鈍化相LiF的解離並在多相反應介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換方式，提升了鋰-氟多相轉換反應的動力學，激活了大容量和高能量效率的金屬氟基電池的持久執行，為高能量密度轉換型氟基電池體系的開發提供了一種有效策略。相關成果發表於Science Advances。
作者：許琦敏
圖源：SCIENCE網站
