使用多价金属的水系电池由于其低成本、高能量和高安全性而在能源储存方面具有广阔的前景。目前,二价金属(锌、铁、镍和锰)是主要选择,但其库仑效率低或枝晶生长。与此形成鲜明对比的是,三价金属尽管能够引发独特的氧化还原反应,却很少受到关注。
在此,波多黎各大学里约彼德拉斯校区Xianyong Wu研究三价铟作为水性电池的创新型高性能金属阳极。三电子In3+/In氧化还原赋予~700 mAh g−1的高容量,与锌金属相当。
文章要点
1)铟具有合适的氧化还原电位(-0.34 Vvs标准氢电极)和无枝晶电镀工艺,可实现99.3−99.8%的超高库仑效率。
2)更令人惊讶的是,它在对称电池中具有1 mV的极低极化,比任何报道的金属低1−2个数量级。In-MnO2全电池还具有令人印象深刻的性能,电池电压为~1.2 V,高容量为~330 mAh g−1,循环时间长达680次。
研究工作证明了利用三价金属作为优异金属阳极的功效,这为构建高性能水系电池提供了令人兴奋的方向。
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Songyang Chang, et al, Trivalent Indium Metal as a High-Capacity, High-Efficiency, Low Polarization, and Long-Cycling Anode for Aqueous Batteries, J. Am. Chem. Soc.,2023
DOI:10.1021/jacs.3c08677
https://doi.org/10.1021/jacs.3c08677