铁因其天然丰富性和已建立的大规模生产工艺而成为大规模储能系统中一种具有成本效益的负极的有前途的候选材料。
最近,使用亚铁离子作为载流子的铁离子电池(FeIBs)作为一种潜在的储能解决方案已崭露头角。
FeIBs中的电解液必须呈酸性,以使亚铁离子更加负极稳定,从而允许更宽的工作电压窗口。
然而,铁负极在酸性环境中会遭受严重的析氢反应,导致库仑效率(CE)降低,从而缩短电池的循环寿命。
基于此,2025年3月18日,美国俄勒冈州立大学纪秀磊、方翀、美国斯坦福大学郑雪莉等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Enhanced Reversibility of Iron Metal Anode with a Solid Electrolyte Interphase in Concentrated Chloride Electrolytes》的研究论文。
在此,作者引入了一种混合水性电解液,它能在铁负极表面形成固体电解质界面(SEI)层。
该电解液主要由FeCl₂和ZnCl₂作为共盐组成,其中高浓度ZnCl₂的Zn-Cl阴离子复合物种使二甲基碳酸酯(DMC)能够与水性亚铁电解液混溶。
由DMC分解衍生的SEI钝化了铁表面,使得平均库仑效率达到98.3%,并大大提高了循环稳定性。
这一进展展示了高效且耐用的FeIBs的诱人前景。
Enhanced Reversibility of Iron Metal Anode with a Solid Electrolyte Interphase in Concentrated Chloride Electrolytes,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202419664
