质子电池凭借超快的动力学特征、低成本和高安全性等优势而有望成为新一代储能电化学体系。然而，由于缺乏合适的正极材料，质子电池的能量密度往往很低。近日，复旦大学Fei Wang和夏永姚等首次将聚阴离子型的氟磷酸盐材料用作质子存储的高电压正极材料，显著提升了质子电池的能量密度。

文章要点

1）研究人员首次发现在聚阴离子型的VPO₄F正极材料中可以实现质子的可逆嵌入脱出。在1.0V (vs. SHE)的高电位下VPO₄F能够实现高达116mAh/g的储存质子容量，这一指标超过了目前报道的大多数质子存储正极。研究人员利用非原位XRD和XPS证明了VPO₄F正极材料中的可逆质子脱嵌。

2）研究人员对多种不同的聚阴离子型正极材料进行了对比和模拟，发现独特的质子存储能力是由V-d轨道和O-p轨道之间的p-d杂化而实现的。此外，研究人员还评估了不同酸性电解质体系与VPO₄F正极的兼容能力。在1M H₃PO₄ACN电解液体系中，VPO₄F正极在200mA/g的电流密度下能够实现42mAh/g的可逆容量并能够保持300周几乎不衰减。

参考文献

Mochou Liao et al, VPO4F Fluorophosphates Polyanion Cathodes forHigh-VoltageProton Storage, Angewandte Chemie, 2022

DOI: 10.1002/anie.202206635

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202206635?af=R