普鲁士蓝类似物在水系多价金属离子电池中的应用进展
程果, 时宇馨, 杨刚, 庞欢
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20260035
水系多价金属离子电池是基于水系电解液,通过多价金属离子在电极材料中嵌入/脱出工作的新型储能设备。该类电池兼具高安全性、高离子电导率和高理论容量等显著优势,近年来受到广泛关注。然而,多价金属离子具有较高的电荷密度,导致其在水系电解液中具有较高的去溶剂化能垒,而且其在正极材料中的固相扩散又面临动力学扩散障碍,这严重限制了其电化学性能与进一步发展。针对上述面临的关键挑战,开发具有快速离子传输通道的正极材料至关重要。在众多候选材料中,普鲁士蓝类似物(PBAs)由于具有开放的三维框架结构、可调的氧化还原活性中心及易于规模化制备等特点,被广泛应用于水系多价金属离子电池正极。然而,PBAs在实际应用中仍面临导电性不佳和结构稳定性不足等挑战。针对这些问题,当前研究主要通过构筑多金属活性位点、与高导电材料复合等手段,优化PBAs的电荷传输动力学与结构稳定性。本文系统综述了PBA基复合材料的合理设计策略及其在水系多价金属离子电池正极中的应用,为高性能储能设备的开发提供具有参考价值的研究思路。
关键词: 水系电池, 普鲁士蓝类似物, 复合材料, 结构与组分调控

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