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龐全全教授Nature子刊：溶液到固體的轉(zhuǎn)化化學(xué)物質(zhì)可實現(xiàn)超快速充電和長壽命的熔鹽鋁電池

電池中傳統(tǒng)的固-固轉(zhuǎn)換型正極存在擴散/反應(yīng)動力學(xué)差、體積變化大和結(jié)構(gòu)嚴重退化的問題，特別是可充電鋁電池（RAB）。

在此，北京大學(xué)龐全全教授團隊報告了一類高容量氧化還原電對，其特點是溶液到固體的轉(zhuǎn)化類型，作為正極具有良好控制的溶解度，該電解質(zhì)可以實現(xiàn)快速充電和長壽命的 RAB。?

具體而言，該工作展示了一種高度可逆的氧化還原電對：高溶解度的 InCl 和微溶的 InCl₃——它表現(xiàn)出約 327 mAh g^?1 的高容量，在 1 C、150°C 條件下電池的過電勢僅為 35 mV。?此外，電池在 20 C 倍率下經(jīng)過 500 次循環(huán)后幾乎沒有容量衰減且可以在 50 C 下維持 100 mAh g^?1。

圖1. 熔鹽電解質(zhì)中銦轉(zhuǎn)化電化學(xué)的電化學(xué)表征

總之，該工作報道了在RABs中成功實現(xiàn)溶液到固體的轉(zhuǎn)化化學(xué)且具有快速充電能力和長壽命。這種溶液到固體的反應(yīng)有效地解決了傳統(tǒng)電極固體到固體轉(zhuǎn)化反應(yīng)動力學(xué)緩慢的問題。基于這種具有高度可逆InCl和固體InCl₃化學(xué)反應(yīng)的RAB表現(xiàn)出快速充電容量能力（50 C時~100 mAh g^?1）和穩(wěn)定的循環(huán)（充電500次循環(huán)后沒有容量衰減）。因其能夠控制 In⁺/InCl₃ 的溶解度，因此 RAB 中使用的氯鋁酸鹽熔融電解質(zhì)至關(guān)重要。?

此外，氯鋁酸鹽熔融電解質(zhì)在中等溫度下的快速Al³⁺去溶劑化動力學(xué)對快速充電能力有顯著貢獻。?總之，不可燃的無機熔體確保了電池的本質(zhì)安全，一定程度上推動了電網(wǎng)規(guī)模的應(yīng)用發(fā)展。

圖2. 基于溶液到固體轉(zhuǎn)化電化學(xué)的 Al|ACC/InCl 電池的電化學(xué)性能

A solution-to-solid conversion chemistry enables ultrafast-charging and long-lived molten salt aluminium batteries, Nature Communications 2023 DOI: 10.1038/s41467-023-39258-y

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/09/30/0306b67d99/

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