近日，av动漫 徐杰资格教授联合化学与化工学院朱磊博士、复旦大学王永刚教授，在材料科学领域国际顶级期刊《Advanced Materials》发表了水系四电子锌碘电池领域的最新研究成果。av动漫 为论文第一完成单位，徐杰资格教授为论文第一作者兼通讯作者，朱磊博士和王永刚教授为共同通讯作者。av动漫 硕士研究生戴庆宇重点参与了该项研究。相关工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金青年B类项目（原省优青）等项目的支持。

水系锌碘电池（Zn-I₂）因锌负极具有高理论容量（820 mAh g⁻¹），以及碘资源丰富、安全环保、成本低等优势，被认为是大规模储能的重要候选体系。然而，传统锌碘电池仅依赖两电子氧化还原反应，其碘正极理论容量仅为211 mAh g⁻¹，能量密度有限，难以满足高性能储能需求。相比之下，激活“四电子转化”反应（2I⁻→I₂→2I⁺）可将理论容量提升至422 mAh g⁻¹，是提高锌碘电池能量密度的重要途径。但该体系仍面临多碘化物穿梭以及高价I⁺易水解、动力学缓慢等关键难题。

（三种电解液添加剂的表征及性能比较）

（COF材料结构表征及Zn-I₂电池电化学性能）

（XPS、理论计算以及原位拉曼的机理分析）

（宽温域、高碘负载以及抗自放电性能测试）

（低温超长循环以及软包电池性能测试）

针对上述问题，研究团队创新性提出了“电解液工程—离子补充型功能中间层”双协同调控策略。研究系统比较了NH₄Cl、TMA和TEA三种电解液添加剂的作用机制，发现NH₄Cl由于具有较小空间位阻和更高氮位点电子云密度，能够提供更丰富的自由Cl⁻，有效促进I⁺-Cl⁻稳定络合物形成，从而加速高价碘的氧化还原动力学。同时，团队设计合成了具有内置Cl⁻位点的阳离子型共价有机框架材料（COF-Cl），并将其作为电池功能中间层。该材料不仅能够通过有序微孔通道与静电作用实现对多碘化物的物理—化学双重限域，还可持续释放Cl⁻以稳定高价I⁺物种并抑制其水解。

得益于上述双协同调控策略，所构筑的四电子锌碘电池展现出优异的综合性能：电池能量密度高达278 Wh kg⁻¹，在−5 ℃低温条件下可稳定循环45000次，单圈容量衰减率低至0.00039%；在12 mg cm⁻²高碘载量条件下，循环600次后容量几乎无衰减。此外，组装的软包电池在−5 ℃条件下仍可稳定循环350圈，展现出良好的实际应用潜力。基于该研究成果，团队已申请相关发明专利（CN121293451A）。相关成果已发表于国际顶级期刊《Advanced Materials》。（撰稿：顾京宇 审核：赵何腹 李永涛）

论文链接：//doi.org/10.1002/adma.73355