【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部(DNL17)李先鋒研究員團(tuán)隊(duì)與武漢大學(xué)陳勝利教授合作，在多電子轉(zhuǎn)移錫基液流電池研究方面取得新進(jìn)展。
 

　　用戶側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)家庭、工商業(yè)及交通等領(lǐng)域低碳用能的關(guān)鍵，對(duì)系統(tǒng)能量密度、安全性有較高要求。錫基負(fù)極具有四電子轉(zhuǎn)移、理論比容量高、溶解度高(>4 M)、沉積不易形成枝晶等優(yōu)勢(shì)，是高能量密度液流電池的潛在負(fù)極材料。然而，Sn4+/Sn0轉(zhuǎn)化涉及Sn4+/Sn2+和Sn2+/Sn0兩步連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)，其中Sn4+/Sn2+轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)重組能高、動(dòng)力學(xué)緩慢、可逆性差，制約了連續(xù)四電子轉(zhuǎn)移的實(shí)現(xiàn)。
 

　　針對(duì)這一難題，團(tuán)隊(duì)在本工作中提出了配位結(jié)構(gòu)調(diào)控多電子轉(zhuǎn)移的新策略。在高溶解度四氯化錫(SnCl4)電解液中引入碘離子(I-)，構(gòu)建SnCl62-與SnI62-共存的配位環(huán)境。其中，SnI62-有效降低Sn4+/Sn2+電子轉(zhuǎn)移重組能，提升反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與可逆性；SnCl62-則維持電解液中錫鹽的高溶解度。兩種配位結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了Sn4+至Sn2+，再至Sn0的連續(xù)四電子轉(zhuǎn)移。該策略將Sn4+/Sn2+電對(duì)氧化還原峰電位差由Cl-環(huán)境中的978 mV降低至I-環(huán)境下的97 mV，并降低了電荷轉(zhuǎn)移電阻。
 

　　在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)將高可逆性Sn4+/Sn0負(fù)極與溴(Br-/Br2)正極配對(duì)，構(gòu)建錫溴液流電池。該電池在40 mA cm-2下能量效率達(dá)89%，負(fù)極電解液容量密度達(dá)227 Ah L-1，對(duì)應(yīng)能量密度達(dá) 205 Wh L-1。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步完成千瓦級(jí)電堆放大與運(yùn)行驗(yàn)證，電堆可穩(wěn)定運(yùn)行超過1000小時(shí)，展現(xiàn)出良好的工程放大潛力。
 

　　相關(guān)成果以“Reversible Sn4+/Sn0 anode for high-energy density flow batteries”為題，于近日發(fā)表在《自然—化學(xué)》(Nature Chemistry)上。該工作的共同第一作者為DNL17聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生敖越和武漢大學(xué)博士研究生王曉曉。上述工作得到國家自然科學(xué)基金、遼寧省重大科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持。(文/圖 謝聰鑫、敖越)
 

　　引用：我所開發(fā)出高可逆性四電子轉(zhuǎn)移的錫基負(fù)極 大連化學(xué)物理研究所 【引用時(shí)間：2026年10月9日】