因其廉价、安全以及对环境无毒无害的特点，水系锌离子电池成为大规模储能电池的有力竞争者之一。近些年来，研究者将有机电极材料引入水系锌离子电池中，开辟了一个新的领域。研究者们关注的水系锌离子电池正极材料主要集中在以羰基和吩嗪结构为活性官能团的有机物，虽然多有亮眼性能，但从成本以及合成难度方面仍有不足。近日，美国俄亥俄州立大学Zhang Shiyu课题组和路博润公司（Lubrizol corporation）合作，将具有氧化还原活性的二硫键引入水系锌离子电池体系，为水系锌离子电池有机正极研究开辟出一条新的道路。
本文要点
1) 作者首次将具有S-S键的DMcT及其类似物作为水系锌离子电池正极材料。以DMcT和其甲基硫醚衍生物与锌离子的配合物作为电极活性物质（分别记为DMcT-Zn和MTT-Zn）；
2) 实验发现将DMcT分子中一个巯基变成甲硫醚后，电极的电压极化从1.04 V （vs. Zn2+/Zn，下同）降低至0.15 V。这是由于DMcT会被电化学氧化聚合成为绝缘的PDMcT，从而使得电压极化增大，电池无法正常充放电；
3) 作者通过表征证实了MTT-Zn主要通过二硫键断裂再生提供容量。在二硫键还原时结合锌离子维持电荷平衡。但是在充放电过程中也会发生氢离子与活性位点的结合，这会影响电池的长循环稳定性。作者通过提高电解液浓度及使用Nafion来提升循环稳定性。
参考文献：
M. R. Tuttle, et al. Redox-Active Zinc Thiolates for Low-Cost Rechargeable Aqueous Zn-ion Batteries, Chem. Sci., 2021
DOI: 10.1039/D1SC04231A
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2021/SC/D1SC04231A
