双离子电池由于具有高工作电压、低成本、环保易回收等优势,使其在储能等领域具有良好的应用前景,近年来成为国内外科学家研究的热点。双离子电池一般采用石墨类正极材料,充放电时进行阴离子的可逆嵌入/脱嵌反应。然而,目前研究报道的阴离子多为离子半径较大的阴离,如PF6-、TFSI-等,这些离子的扩散动力学缓慢,从而导致双离子电池的倍率性能有待改进。
为了提高阴离子插层的动力学和稳定性,唐永炳及其团队成员申京受、张帆、欧学武等人首次提出了一种阴离子杂化策略,并成功构建了基于Li+/PF6-/BF4-的多离子电池。电化学测试及理论计算研究表明,通过杂化适量具有离子半径较小的BF4-阴离子,能显著降低扩散能垒,并提升扩散动力学,从而大幅提高了该电池的倍率和循环性能。该电池在15C(4分钟充电)的高电流密度下,容量保持率达到92.5%;在5C的电流密度下循环500次后容量几乎无衰减。该阴离子杂化策略为发展高效低成本储能器件提供了新思路。