大力发展新能源是国家实现“碳达峰、碳中和”目标的关键战略。研究开发高安全，低成本水系储能电池对于实现新能源电源大规模并网应用具有重要意义。碘元素不仅与人类健康息息相关，而且还具有良好的氧化还原活性（I⁰/I^-, ~0.54 V vs. SHE，211 mAh g^-1）。碘的氧化还原电位适中，理论比容量高，转化反应动力学快，因此基于碘转化化学的水系电池备受关注。碘元素有7个价电子[Kr]4d¹⁰5s²5p⁵，具有不同的价态（-1, 0, +1, +3, +5, +7），因而可以实现多电子转移I⁺/I⁰ (0.99 V vs. SHE)和IO₃^-/I⁰ (1.15 V vs. AgCl/Ag)，这可以进一步提高电池的能量密度。然而，水系碘电池的大规模应用仍然面临着一些棘手的问题，如活性物质碘的热稳定性差，导电率低以及多碘化物的穿梭效应等，亟待科研工作者继续攻坚克难。

近日，课题组与广东工业大学林展教授合作在国际知名能源学术期刊《Energy Storage Materials》（IF 20.831，中科院1区）上发表了题为"Iodine Conversion Chemistry in Aqueous Batteries: Challenges, Strategies, and Perspectives"的综述文章。综述从碘的物理特性和碘转化化学两方面系统介绍了水系碘电池面临的挑战，并从正极宿主材料的设计，电解液优化，隔膜工程，负极材料的选择四个部分详细介绍了对应的解决策略，最后从水系碘电池的先进宿主材料的研究，原位表征手段和关键实验参数等三个方向进行了展望。

     本综述第一作者为课题组青年老师严立京博士，通讯作者为马廷丽教授和林展教授

水系碘电池的挑战及策略

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.10.027