通过协调电化学方法控制可逆的高价溴氧化还原反应，用于高能量六电子转移锂溴电池

《Nature Communications》：Coordination electrochemistry taming reversible hypervalent bromine redox for energetic six-electron-transfer lithium-bromine battery

　　

摘要

由于具有多价反应电位，转化型静态溴电池在可充电能量存储方面展现出高输出电压和大容量的潜力。然而，有限的二电子2Br^-/Br₂氧化还原对以及无氧化还原活性的有机配体，成为限制其比能量的根本因素。本文通过高效的配位化学方法，开发出乙基紫红二溴化物作为有机锂溴电池的高活性正极材料，该材料依托插层反应和转化反应，具备先进的六电子氧化还原机制。激活后的2Br^-/2Br⁺氧化还原对使得电池的容量（632.8?mAh?g^-1_Br）和放电电压（3.7?V）均有所提升。此外，乙基紫红还能实现锂离子的可逆两步插层和提取过程，进一步增加能量存储能力。通过相互关联的光谱分析及计算电化学方法，研究了化学吸附效应和卤素间约束作用，并阐明了动态的质量-电荷传递路径。这项工作为设计高性能卤素电池提供了值得借鉴的范例。