上硅所李驰麟Sci. Adv.：能量密度达1100 Wh/kg的高度可逆转换型正极

由于其较高的能量密度，转换型氟化铁是一种很有前途的插层氧化物的替代正极。然而，在金属-氟部分的重复分裂和重新键合期间，其固有的固-固转化非常缓慢，这限制了其进一步应用。

图1. 两种氟氧化铁的合成、结构和形态表征

为此，中科院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员等人设计了一种固-液“氟通道”，通过醚基电解液中的三（五氟苯基）硼烷（TPFPB）添加剂的阴离子受体激活氟氧化物的高度可逆转化反应。

作为F^–受体的TPFPB 分子能够解离无活性LiF并在多相界面处形成溶剂化的F^–中间体 [TPFPB-F]^–，这可以通过绕过坚韧的固-固转换。

基于此，作者通过水合氟化铁的热诱导自氧渗透合成了两种不同含氧量的金红石型氟化物（FeO_0.3F_1.7和FeO_0.7F_1.3）作为正极材料。

图2. 由TPFPB实现的固液F传输通道的表征

这种含电解液衍生氟化CEI层的固液通道的构建促进了氟氧化物正极中F的简单往返传输和锂的可逆嵌入/提取，这也是实现FeO_0.3F_1.7和FeO_0.7F_1.3持续转化反应（能量效率接近80%）和高倍率性能（2 A g^-1时的可逆容量为320 mAh g^-1）的关键。

在220和4300 W/kg的功率密度下，FeO_0.3F_1.7和FeO_0.7F_1.3正极能量密度分别达到1100和700 Wh/kg。这种固液氟通道的关键发现可能为开发高能量密度的氟转换电池系统提供有效的策略。

图3. FeO_0.3F_1.7和FeO_0.7F_1.3正极的电化学性能

Construction of solid-liquid fluorine transport channel to enable highly reversible conversion cathodes, Science Advances 2021. DOI: 10.1126/sciadv.abj1491

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上硅所李驰麟Sci. Adv.：能量密度达1100 Wh/kg的高度可逆转换型正极

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