大连化学物理研究所开发出高可逆性四电子转移的锡基负极

2026年10月12日 09:09:58 人气: 9837 来源: 大连化学物理研究所

　　【仪表网研发快讯】近日，大连化学物理研究所储能技术研究部(DNL17)李先锋研究员团队与武汉大学陈胜利教授合作，在多电子转移锡基液流电池研究方面取得新进展。

　　用户侧储能技术是实现家庭、工商业及交通等领域低碳用能的关键，对系统能量密度、安全性有较高要求。锡基负极具有四电子转移、理论比容量高、溶解度高(>4 M)、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。然而，Sn4+/Sn0转化涉及Sn4+/Sn2+和Sn2+/Sn0两步连续电化学反应，其中Sn4+/Sn2+转化结构重组能高、动力学缓慢、可逆性差，制约了连续四电子转移的实现。

　　针对这一难题，团队在本工作中提出了配位结构调控多电子转移的新策略。在高溶解度四氯化锡(SnCl4)电解液中引入碘离子(I-)，构建SnCl62-与SnI62-共存的配位环境。其中，SnI62-有效降低Sn4+/Sn2+电子转移重组能，提升反应动力学与可逆性；SnCl62-则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978 mV降低至I-环境下的97 mV，并降低了电荷转移电阻。

　　在此基础上，团队将高可逆性Sn4+/Sn0负极与溴(Br-/Br2)正极配对，构建锡溴液流电池。该电池在40 mA cm-2下能量效率达89%，负极电解液容量密度达227 Ah L-1，对应能量密度达 205 Wh 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，展现出良好的工程放大潜力。

　　相关成果以“Reversible Sn4+/Sn0 anode for high-energy density flow batteries”为题，于近日发表在《自然—化学》(Nature Chemistry)上。该工作的共同第一作者为DNL17联合培养博士研究生敖越和武汉大学博士研究生王晓晓。上述工作得到国家自然科学基金、辽宁省重大科技专项等项目的支持。(文/图谢聪鑫、敖越)

　　引用：我所开发出高可逆性四电子转移的锡基负极大连化学物理研究所【引用时间：2026年10月9日】

关键词：锡基负极

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