水系鋅離子電池是目前電化學儲能設備中備受關注的關鍵技術之一，水系電解液避免了傳統鋰離子二次電池的安全問題。然而，鋅離子電池的能量密度是其性能短板，開發高能量密度鋅離子電池是目前的研究熱點。在目前鋅離子電池正極材料中，以溶解-沉積型為主的碘正極材料容量大、電壓平臺高、原料儲量豐富，有望實現高能量密度電池的制造。然而，碘正極的低電導率和嚴重的穿梭效應嚴重制約了其比容量和循環穩定性。
針對這一問題，西安交大化學學院丁書江課題組開發了一種獨特的碘化物離子液體作為鋅離子電池正極材料，同時實現了碘正極的高面積容量和高循環穩定性。該離子液體正極材料由于其內部優異的傳質傳荷能力，使得其電導率比純碘高了四個數量級。同時離子液體正極具有高度疏水的特征，大大降低了其穿梭效應。基于這些優異的性質，所組裝的鋅-碘電池展現出在3 mah cm-2的高面積容量穩定循環超990小時，在高倍率下可以穩定循環超過4000次。另外基于該液態正極材料所設計制備的柔性電池，不僅可以通過電路設計實現高電壓運行，也可以在獨特的極性翻轉模式下穩定循環。本研究工作首次強調了鹵素正極材料本征電導率對電池性質的影響，為鋅離子電池實用化提供了有益參考。
近日，該研究成果以《高導電多碘離子液體正極用于高容量雙極鍍型鋅碘電池》（highly electrically conductive polyiodide ionic liquid cathode for high-capacity dual-plating zinc?iodine batteries）為題發表在國際化學領域權威期刊《美國化學會志》（journal of the american chemical society）上。該論文第一作者為西安交大化學學院助理教授趙洪洋，通訊作者為西安交大化學學院丁書江教授和郗凱教授，西安交大化學學院是論文唯一通訊單位。該工作得到了國家自然科學基金和陜西省秦創原創新人才計劃項目的資助。論文的表征及測試得到了西安交通大學分析測試共享中心的支持。
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