金属Se作为能够储存金属离子的正极材料具备高离子电导率、高体积比容量、高质量密度等优势。然而，由于缺乏合适的转化反应氧化还原电对，Se基电池的发展受到严重的阻碍。近日，宁波大学Jie Shu等通过对化学热力学性质进行定量分析将Cu²⁺作为可变价载流子实现了高容量的Cu-Se电池。

文章要点

1）研究人员以金属Se作为正极，以Cu²⁺作为可变价载流子构建了Cu-Se电池。XRD、XPS、HRTEM等表征手段被用来研究Cu²⁺在Se电极中的存储机制。结果表明Cu-Se电池的工作机制基于可逆的相转化过程：Se→CuIISe→CuI₂Se，也就是说从二价Cu²⁺到Cu(0)以及从Se(0)到Se^2-。

2）由于Cu²⁺在整个充放电过程中的价态也处于变化过程中，因此整个电化学过程涉及到四个电子的转移。因而在0.1A/g的电流密度下，Cu-Se电池表现出高达1045.4mAh/g的可逆比容量。在2A/g的大电流下工作1500周后该电池的容量保持率仍然高达89.7%。

参考文献

Junwei Zhang et al, Four-Electron Transfer Reaction Endows High Capacity for Aqueous Cu–Se Battery, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103998

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202103998