虽然人们已经报道了大量的水系锌电池插层正极材料，但由于嵌入层容量有限，仍无法获得较高的能量密度。

基于此，香港城市大学支春义教授，南方科技大学刘玮书，上海交通大学姚振鹏报道了开发了一种基于BiSb合金（Bi_0.5Sb_0.5）的使用高浓度强碱性聚电解质的高性能水系锌电池。

文章要点

1）研究人员通过原位X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）和非原位X射线光电子能谱（XPS）表征，结合密度泛函理论（DFT）计算，阐明了薄膜的电化学转化-溶解/沉积机理（BiSb←→Bi+SbO₂^-←→Bi+SbO₃^-←→Bi₂O₃）。

2）实验结果显示，BiSb正极在0.3 A g^-1时具有512 mAh g^-1的大容量，在20 A g^-1时仍具有90 mAh g^-1的倍率性能，在0.5 A g^-1和1300 mAh g^-1循环600次后的容量保持率分别为184 mAh g^-1和1300 mAh g^-1。值得注意的是，即使在低至-10和-20 ℃的温度下，0.5 A g^-1的电流密度下，容量分别为210和197 mAh g^-1。此外，制备的软包Zn//BiSb电池在在 0.3 A g^-1下，具有303 Wh kg^-1_BiSb的高能量密度。同时，当与高浓度聚电解质配合使用时，Zn/BiSb电池在较宽的温度范围内(-40~40 °C)表现出优异的性能。

这项研究表明，金属电极可以通过转化-溶解/沉积机制为锌电池提供大容量，合金化是通过结构缓冲开发稳定金属电极的有效途径。

参考文献

Stable bismuth-antimony alloy cathode with a conversion-dissolution/deposition mechanism for high-performance zinc batteries, Materials Today (2021)

DOI: 10.1016/j.mattod.2021.09.023

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.09.023