彭慧胜/孙浩​Angew.：解锁氯基电池中硅负极的可逆氧化还原

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彭慧胜/孙浩​Angew.：解锁氯基电池中硅负极的可逆氧化还原
氯(Cl)基电池，如Li/Cl2电池，被认为是低成本、高性能的储能材料。然而，目前锂金属负极在氯基电池中的使用引起了人们对安全性、成本和生产复杂性的严重担忧。
更重要的是，锂金属和氯基电解液之间的副反应需要大量锂金属，这不可避免地会降低整个电池的电化学性能。因此，为氯基电池建立新的负极化学，特别是具有电化学可逆性的负极化学是至关重要的。
彭慧胜/孙浩​Angew.：解锁氯基电池中硅负极的可逆氧化还原
在此，复旦大学彭慧胜教授，上海交通大学孙浩教授等人首次以1，2-二氯乙烷和环化聚丙烯腈为关键介质，通过有效的电解液稀释和负极/电解液界面钝化，实现了氯基电池中可逆硅的氧化还原。
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图1. LSC/SOCl2电池的初始放电性能
具体而言，该工作首次提出了在Cl基电解液中的高度可逆的Si氧化还原，这是在电解质溶剂化和负极/电解质界面钝化的协同作用下实现的。DCE和PAN被证实是硅合金在SOCl基电解质中稳定的关键介质，从而保证了Si氧化还原的可逆性。
利用这一发现，该工作展示了第一个用于初级SOCl和可充电Cl电池的Si负极，与传统的Li金属电池相比，该电池具有更好的电化学性能。
此外，采用低成本、高容量、高安全性的Si作为负极，DCE作为稀释剂，与传统的Li/Cl2电池相比，成本降低了84%，这是迈向实用化的关键一步。
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图2. 可充电LSC/Cl2电池的电化学性能
Unlocking Reversible Silicon Redox for High-Performing Chlorine Batteries， Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202306789

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