传统的水系锌离子电池（ZIBs）在基于正极一侧的离子嵌入或表面氧化还原行为存在比容量较差和输出电位不稳定的问题。

有鉴于此，香港城市大学支春义教授，南通大学Weichun Huang报道了首次报道了利用硫属元素碲（Te）作为正极构建了转换型水系Zn-Te电池，旨在实现具有高比容量、稳定的输出电位和优异的倍率性能的ZIBs。

文章要点

1）研究人员通过晶体结构和化学状态的非原位分析揭示出Zn-Te电池中Te到ZnTe₂和ZnTe₂到ZnTe的两步可逆转化过程。结果显示，在0.05 A g^-1的条件下，最终产物ZnTe₃的体积容量达到了2619 mAh cm^-3。

2）研究发现，这种高容量和出色的利用率归功于转换型离子存储行为和具有高本征电导率(2×10² S m^-1)的小尺寸Te。此外，在Te第一步转化为ZnTe₂的基础上，获得了极好的稳定输出电位，其低压极化为0.07 V（Ah g^-1)^-1，占总放电容量的74.1%。

3) 由于在整个两步转化反应过程中，固体到固体的转变，消除了“穿梭效应”，即传统金属-硫化物电池面临的致命缺点。因此，尽管在充满挑战的水环境中，但所设计的Zn-Te电池在500次循环后仍然具有82.8%以上的出色容量保持率。

4）研究人员进一步开发了具有优异柔韧性、稳健性和良好电化学性能的准固态Zn-Te电池。

这项工作对设计一系列基于转换型机理的正极材料，以开发具有高容量、稳定输出的先进ZIBs材料具有一定的启示作用。

Ze Chen, et al, Aqueous Zinc–Tellurium Batteries with Ultraflat Discharge Plateau and High Volumetric Capacity, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202001469

https://doi.org/10.1002/adma.202001469