陰離子受體(AA)能夠溶解金屬氟化物鹽,并在氟離子電池(FIB)中實現可逆的氟化和脫氟。然而,大多數報道的策略只關注具有強路易斯酸性和過高氫鍵(HB)強度的硼基和醇基AA,這通常會導致活性材料的質量損失無法控制,電解質的還原穩定性較差。盡管氨基和亞胺基團具有較好的抗還原性,但它們的HB強度明顯太弱,無法解離氟化物鹽。近日,中國科學院李馳麟提出了一種新的策略,通過在吡咯烷的五元環中引入雙鍵和吡啶-N,對亞氨基AA進行分子結構設計。
本文要點:
1) 共軛效應、誘導效應和α效應被協同利用,以增強亞氨基的路易斯酸性。理論計算和實驗證明,1,2,4-三唑AA在提高亞氨基HB強度的同時,最大限度地保持了還原穩定性。
2) 基于這種亞氨基AA,電解質實現了寬電化學穩定性窗口(5.5 V),使CuF2||Pb全電池(>300次循環)的氟化和脫氟循環具有Cu+介導的兩步氧化還原機制,PbF2-Pb||PbF2-Pb對稱電池(1600小時)具有低過電位,PbF2||PbF2不對稱電池具有高庫侖效率。
Guyue Li et.al Molecular Design of Imino Anion Acceptors Enables Long-Life Fluoride Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2025
DOI: 10.1002/aenm.202404282
https://doi.org/10.1002/aenm.202404282