安大鹿可、苏大宋斌、哈工大卢松涛，MTE：金属-碘电池体系氧化还原动力学调控研究进展综述- 大数跨境

首页

安大鹿可、苏大宋斌、哈工大卢松涛，MTE：金属-碘电池体系氧化还原动力学调控研究进展综述

科学材料站

2022-09-21

导读：该文章详细介绍了MIB遇到的挑战，并全面讨论了促进MIBs反应动力学的策略，包括多功能主体的构建、电解质配方的调节、隔膜改性和功能性中间层的构建。

文章信息

金属-碘电池体系氧化还原动力学调控研究进展

作者单位：安徽大学&苏州大学&哈尔滨工业大学

研究背景

随着对车载电池安全问题的日益关注，可充电金属碘电池（MIB）由于具有高倍率性能、显着的能量密度和低成本等优点而引起了极大的关注。然而，MIBs 的实际应用受到其固有缺点的限制：活性物质碘固有的较差导电性，导致氧化还原动力学缓慢，以及电解质中高可溶性碘中间体的扩散和阴极穿梭，导致严重自放电、快速容量衰减和低库仑效率。近年来，许多课题组致力于开发先进有效的策略来促进碘物质的氧化还原动力学，并取得了令人瞩目的成效。

文章简介

基于此，安徽大学&苏州大学&哈尔滨工业大学合作，在国际知名期刊Materials Today Energy上发表题为“Accelerating the Electrochemical Kinetics of Metal-Iodine Batteries: Progress and Prospects”的综述论文。该文章详细介绍了MIB遇到的挑战，并全面讨论了促进MIBs反应动力学的策略，包括多功能主体的构建、电解质配方的调节、隔膜改性和功能性中间层的构建。同时，作者对MIBs中构建催化碘正极以实现快速氧化还原动力学进行了展望，突出了高性能金属碘电池未来实际应用的有前景的方向。

本文要点

要点一: 重点介绍了金属碘电池的遇到的挑战

金属碘电池迄今已取得明显进展，但仍需解决各种根本性挑战。

1) 具有低电子电导率的碘物质导致动力学不良。

2) 碘热稳定性差，升华度高，增加了电极制备难度。

3) 正极活性碘利用率低严重阻碍了能量密度的提高。

4) 形成的碘在充放电循环过程中容易溶解到电解液中，造成不利的穿梭效应，导致自放电严重，库仑效率低，金属阳极腐蚀严重。

要点二：用于加速碘物种的电化学氧化还原动力学的各种策略

系统的总结了总结有效加速碘氧化还原动力学策略，包括主体结构设计、隔膜改性、定制电解质配方和功能中间层的构建，这些策略在抑制穿梭效应和改善氧化还原反应动力学以增强电化学性能方面发挥着重要作用。

要点三：提出了金属碘化物电池先进设计的进一步发展和创新

1) 金属碘电池的正极材料的设计，例如有出色的导电性、孔隙率和高表面积的Mxene和碳质材料，以及具有极性组分的聚合物。同时具有开放过渡金属物种的电化学催化功能的碘主体也是未来发展金属碘电池的有效策略。

2) 开发电解质时应遵循：电解质应在阴极侧具有与碘物质的相容性，在阳极侧具有可逆的金属电镀/剥离能力，以及它们应具有抑制多碘化物迁移的能力，这是延长电池循环寿命的内在要求。

3）将催化中心引入碘正极主体以构建催化正极，可实现诱捕-催化-转化多碘化物形态通路并加速其氧化还原动力学。可以尝试将单原子金属、金属氧化物、金属碘化物和金属氮化物作为催化活性中心, 利用固定在功能配体上的电催化位点，有效降低碘氧化还原反应的能垒，提高碘的转化动力学。同时，在未来需要对多碘化物催化剂进行理解和原位评估，包括探索催化剂与多碘化物之间的动态相互作用机制。

文章链接

Jingkang Ma (马靖康), Mingli Wang, Hong Zhang, Lin Fu, Wenli Zhang, Bin Song*, Songtao Lu*, Qianwang Chen, Ke Lu*, Accelerating the Electrochemical Kinetics of Metal-Iodine Batteries: Progress and Prospects, Materials Today Energy, 2022, 10.1016/j.mtener.2022.101146.

https://doi.org/10.1016/j.mtener.2022.101146

通讯作者简介

宋斌，苏州大学FUNSOM助理研究员。2019年6月在苏州大学获得博士学位(导师:何耀教授)。以第一/通讯作者在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., CCS Chem., Adv. Funct. Mater.等学术期刊上发表研究论文20余篇。

卢松涛，哈尔滨工业大学教授。2014年6月在哈尔滨工业大学获得博士学位(导师:吴晓宏教授)。2011年到2013年，在美国Duke University博士联培(合作导师:Prof. Jie Liu)。研究专注于锂电池和氧化还原液流电池。

鹿可，安徽大学教授。2018年6月在山东大学获得博士学位(导师:马厚义教授)；2017年9月到2018年5月，在同济大学车用新能源研究院进行固态锂/钠电池项目博士联培(导师:黄云辉教授/罗巍教授)；2018年7月到2020年8月，在美国Northern Illinois University/Argonne National Laboratory从事博士后研究(合作导师:Prof. Yingwen Cheng)；2020年9月入职安徽大学物质科学与信息技术研究院(陈乾旺教授研究团队核心成员)。独立开展研究工作后，以通讯作者身份在CCS Chem., Adv. Funct. Mater., ACS Nano, Chem. Sci.等期刊上发表SCI论文10篇。

课题组网站：https://www.x-mol.com/groups/look

课题组招聘

课题组博士后招聘（长期有效）

研究方向：高能量电池体系的构建&高活性电催化剂可控制备

联系邮箱：luke@ahu.edu.cn

聘期待遇：

（1）基本年薪30万，课题组根据个人情况每年2-5万年终奖励（保证年薪>30万）；

（2）学校为全职博士后提供1500元/月租房补贴；

（3）支持申请“博士后创新人才支持计划”，优先支持以项目负责人身份申请各级科研项目：青年基金、博士后基金、安徽省自然科学基金青年项等（https://mp.weixin.qq.com/s/YIwPES0lncj8EHHSo2iNJw）。