具有高反应速率和致密正极的水系锌-有机碘电池

《Journal of the American Chemical Society》：Aqueous Zinc–Organoiodine Battery with High Kinetics and Dense Cathodes

水系锌离子电池通过苯并咪唑（PNZ）与碘（I?）形成的电荷转移复合物提升性能，其高导电性（60 mg·cm?2 负载）使电池在3.0 A·g?1电流密度下循环4500次仍保持92%容量，700次循环后容量保持率70%，氢键作用降低中间体溶解，兼具低成本与可回收性。

　　

作为一种具有前景的可持续且安全的能量存储系统候选者，水基锌离子电池受到了广泛关注。尽管有机化合物具有某些优势，但其有限的电子导电性、氧化还原中间体的溶解度以及活性基团的利用率较低，这些因素限制了其实际应用。通过创新设计苯嗪（PNZ）与碘（I₂）之间的电荷转移复合物，PNZ–I₂的导电性得到了显著提升，从而实现了快速的反应动力学，并制备出了质量负载高达近60 mg·cm^–2的密集型正极材料。N–H···I氢键的形成降低了中间体的溶解度，使得该电池具有出色的长期循环稳定性。在3.0 A·g^–1的高电流密度下，电池在经过4500次循环后仍能保持92%的容量。一种记录-breaking的水基AZIB电池在700次循环后仍能保持70%的容量。PNZ–I₂在电池中的可回收性及其低成本特性，与可再生能源和转型能源技术密切相关。