中國(guó)科學(xué)院中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳薇教授團(tuán)隊(duì)首次揭示鹵素介導(dǎo)的溶劑化結(jié)構(gòu)在去溶劑化過(guò)程中的重要作用的多價(jià)離子。研究結(jié)果發(fā)表在《焦耳》雜志上。
該團(tuán)隊(duì)以錳金屬電池(MnMBs)為研究平臺(tái)，充分展示了鹵素介導(dǎo)(以Cl為主要研究對(duì)象)機(jī)制在降低多價(jià)金屬離子沉積過(guò)電位、增強(qiáng)庫(kù)侖和電勢(shì)方面的重要作用。溶解/沉積效率。
通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，研究人員充分驗(yàn)證了設(shè)計(jì)電解質(zhì)中Cl充分參與了Mn2+的溶劑化，將[Mn(Osol)6]2+溶劑化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閇Mn(Osol)3Cl3]2+。
與其他原子相比，Cl原子具有較大的半徑和較小的電荷密度;因此，溶劑化的Mn-Cl鍵比Mn-O鍵弱，大大降低了沉積過(guò)程中的去溶劑化能，降低了金屬錳陽(yáng)極的沉積過(guò)電勢(shì)，顯著提高了庫(kù)侖效率和法拉第效率。
研究人員組裝了對(duì)稱和不對(duì)稱電池，以證明鹵素介導(dǎo)的電解質(zhì)的可靠性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該電解液可以在0.1mA cm-2的電流密度下支持對(duì)稱電池穩(wěn)定循環(huán)700 h以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了已報(bào)道的錳金屬電池電解液的性能。
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