科研人员开发出高可逆性四电子转移的锡基负极

锡基负极具有四电子转移特性、理论比容量高、溶解度高、沉积不易形成枝晶等优势，是高能量密度液流电池的潜在负极材料。

近日，中国科学院大连化学物理研究所等科研团队在多电子转移锡基液流电池研究方面取得进展，提出了配位结构调控多电子转移的新策略。

团队在高溶解度四氯化锡（SnCl₄）电解液中引入碘离子（I^–），构建SnCl₆^2-与SnI₆^2-共存的配位环境。其中，SnI₆^2-可有效降低Sn⁴⁺/Sn²⁺电子转移重组能，提升反应动力学与可逆性，而SnCl₆^2-维持电解液中锡盐的高溶解度。两种配位结构协同作用，实现了Sn⁴⁺至Sn²⁺再至Sn⁰的连续四电子转移。该策略将Sn⁴⁺/Sn²⁺电对氧化还原峰电位差由Cl^–环境中的978mV降低至I^–环境下的97mV，降低了电荷转移电阻。

团队将高可逆性Sn⁴⁺/Sn⁰负极与溴（Br^–/Br₂）正极配对，构建了锡溴液流电池。该电池在40mA cm^-2下能量效率达89%，负极电解液容量密度达227Ah L^-1，对应能量密度达205Wh L^-1。团队进一步完成千瓦级电堆放大与运行验证，电堆可稳定运行超过1000小时，展现出良好的工程潜力。

相关研究成果发表在《自然-化学》（Nature Chemistry）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会等的支持。

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