阴离子受体(AA)能够溶解金属氟化物盐,并在氟离子电池(FIB)中实现可逆的氟化和脱氟。然而,大多数报道的策略只关注具有强路易斯酸性和过高氢键(HB)强度的硼基和醇基AA,这通常会导致活性材料的质量损失无法控制,电解质的还原稳定性较差。尽管氨基和亚胺基团具有较好的抗还原性,但它们的HB强度明显太弱,无法解离氟化物盐。近日,中国科学院李驰麟提出了一种新的策略,通过在吡咯烷的五元环中引入双键和吡啶-N,对亚氨基AA进行分子结构设计。
本文要点:
1) 共轭效应、诱导效应和α效应被协同利用,以增强亚氨基的路易斯酸性。理论计算和实验证明,1,2,4-三唑AA在提高亚氨基HB强度的同时,最大限度地保持了还原稳定性。
2) 基于这种亚氨基AA,电解质实现了宽电化学稳定性窗口(5.5 V),使CuF2||Pb全电池(>300次循环)的氟化和脱氟循环具有Cu+介导的两步氧化还原机制,PbF2-Pb||PbF2-Pb对称电池(1600小时)具有低过电位,PbF2||PbF2不对称电池具有高库仑效率。
Guyue Li et.al Molecular Design of Imino Anion Acceptors Enables Long-Life Fluoride Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2025
DOI: 10.1002/aenm.202404282
https://doi.org/10.1002/aenm.202404282