具有电致变色功能的多价离子电池是发展低碳社会的一项新兴绿色技术。与Mg²⁺、Zn²⁺和Al³⁺相比，Ca²⁺的极化强度与Li⁺的极化强度相近，因此，Ca²⁺用于电致变色和电池可以避免其他高极化强度的多价离子引起的动力学问题。

近日，香港城市大学Chun-Sing Lee通过首次利用Ca²⁺和一种新型的盐包水（WIS） Ca(OTF)₂电解质实现电致变色，开发了一种新的、安全的水系Ca²⁺电致变色电池（CIEB）。

文章要点

1）研究发现，WIS Ca(OTF)₂电解液具有较宽的电化学窗口，改善了Ca²⁺的迁移动力学，降低了水的活性。同时，非晶态VO_x薄膜由于其负极Ca²⁺的插入/提取、高的储能性能和由绿黄变黑的电致变色而被电沉积作为负极。InHCF薄膜由于其高的氧化还原电位和淡黄色到无色的电致变色而被用于正极。

2）基于VO_x和InHCF薄膜之间合理的氧化还原电位和电致变色匹配，研究人员首次组装了水系CIEB。该电池具有优异的倍率性能、高的循环稳定性、51.4 mWh m⁻²的能量密度、1737.3 mW m⁻²的功率密度以及诱人的黄黑色电致变色。

这些结果对于阐明WIS电解液中的氧化还原动力学，并对电池和多价离子电致变色的研究具有一定的启发作用。

参考文献

Zhongqiu Tong, et al, A Ca-Ion Electrochromic Battery via a Water-in-Salt Electrolyte, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202104639

https://doi.org/10.1002/adfm.202104639