水系铝离子电池（AIBs）是一种极具吸引力的后锂离子电池替代储能技术。然而，由于Al电极表面形成的钝化层以及Al³⁺离子与主体材料之间强烈的静电相互作用，导致的短寿命严重阻碍了AIBs的发展。

近日，松山湖材料实验室支春义教授，Hongfei Li报道了开发了一种以三(三氟磺酸)铝（Al(TOF)₃）和磷酸（H₃PO₄）为基础的复合电解质，其可以有效地缓解钝化，并表现出优异的稳定性。

文章要点

1）基于该电解质和聚苯胺（PANI）正极的全水系AIB显示出破纪录的3850次循环寿命和出色的倍率性能。机理研究表明，Al³⁺离子与H₂PO₄^-和TOF^-均形成络合离子Al(H₂PO₄^-)_x(TOF^-)_y⁺(H₂O)_n，从而降低了三价Al³⁺的强电荷密度，从而有利于快速反应动力学。此外，原位研究表明，PANI正极在充放电过程中经历了Al(H₂PO₄^-)_x(TOF^-)_y+(H₂O)_n、TOF^-和H⁺的共插层/脱嵌过程，可逆性和稳定性较高。

2）作为概念验证，研究人员制作了一种电致变色Al//PANI电池，其结合了电致变色和储能，在630 nm波长下的着色效率（CE）高达84 cm² C^-1。

这项工作为开发长寿命Al/PANI水系电池提供了一种有效而简便的策略，并有望促进具有电致变色功能的AIBs的应用。

参考文献

Haiming Lv , Shuo Yang , Chuan Li , Cuiping Han , Yongchao T ang , Xuejin Li , Wenlong Wang , Hongfei Li , Chunyi Zhi , Suppressing passivation layer of Al anode in aqueous electrolytes by complexation of H₂PO₄⁻to Al³⁺ and an electrochromic Al ion battery, Energy Storage Materials (2021)

DOI: 10.1016/j.ensm.2021.04.044

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.04.044