Angew. Chem. ：双功能电位结构设计打破高容量电极的电解液局限

可再生能源，如水力发电、光伏发电和风力发电，正在变得越来越便宜。然而，它们的间歇性仍然是一个挑战，必须通过开发储能设备来解决。锌离子电池（ZIBs）在电网应用中既安全又经济。然而，目前的ZIBs存在容量小、输出电压低的局限性。

在本研究中，我们提出了一种具有双功能电位区的新型有机阴极设计策略。通过二次掺杂方法，铁氰化钾被有效地掺杂到聚苯胺上，实现了具有双功能区的阴极材料（PAF）。PAF材料在ZIBs的运行中实现了1.2 V左右的H⁺和Zn²⁺掺杂聚苯胺的机制Ⅰ和1.8 V左右的[Fe(CN)₆]^3-/4-氧化还原对的机制Ⅱ的两种不同的存储电荷的形式。

机制Ⅱ的实现得益于机制I的聚苯胺通过H⁺掺杂过程在分子链表面形成了局部pH调节，从而提供了一个稳定的反应场所。特别是，这种氧化还原对的引入带来了超高的容量贡献（容量占比高达73.2%）。

密度泛函理论计算和原位pH实验表明，机制I的 H⁺掺杂过程在分子链表面形成了局部 pH调节，为机制II提供了有利的反应环境。电池在 Zn(CF3SO₃)₂ 电解质中实现了出色的放电容量（405.2 mAh g^-1）和高输出电压（1.8 V）。这项研究为增强电极的结构稳定性和克服弱酸性电解质中铁氰化钾的限制提供了一条新途径。

论文信息

Bifunctional potential structure design breaks zinc Ion battery electrolyte limitations

Authors: Shengen Gong, Yunfeng Chao, Fang Yang, Shuangyu Wu, Yifan Wang, Danming Chao*, Xiaoteng Jia*

文章的第一作者为吉林大学的博士生龚神根，通讯作者为吉林大学的晁单明教授和贾晓腾副教授。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202401629