有前途的过渡金属硫族化物(TMCs)正极在稀中性水性锌电池(AZBs)中的进一步应用主要受到不令人满意的工作电压（通常<1 V vs Zn²⁺/Zn）及其传统阳离子氧化还原中心达到理论容量极限的困扰。

因此，为了打破限制，中科院上海高研院Renzhong Tai, Xiaolong Li, Daming Zhu报道了一种新型Zn-Cu_2-xSe电池通过引入定制的电荷载体在稀释的中性水电解质中开发，这不仅改变了嵌入Cu_2-xSe中的离子的嵌入电位（相对于Zn²⁺/Zn，工作电压从≈0.4到≈1.2 V），但也激活了Cu_2-xSe的阴离子氧化还原中心（在0.4 A g^-1时，容量释放从143.4到323.2 mAh g^-1）。

文章要点

1）原位同步加速器X射线衍射(SXRD)和实质性非原位表征揭示了阴极经历的多步相转换并触发了额外的硒基阴离子(Sen²⁻/Se²⁻)可逆氧化还原反应。在阳离子-阴离子氧化还原中心建立的多电子协同转移过程避免了单离子电荷补偿的缓慢弛豫，实现了高容量和增强的离子扩散动力学。

2）因此，实现了在240 W kg⁻¹时高达406.2 Wh kg⁻¹的非凡能量密度（根据Cu_2-xSe阴极的质量计算），比传统Zn-Cu_2-xSe高约8.4倍电池，代表着高能AZB的先进发展。

参考文献

Zeying Yao, et al, Triggering Mixed Cationic-Anionic Redox in Cu_2-xSe Cathodes via Tailored Charge-Carrier for High Energy Density Aqueous Zn Batteries, Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202300236

https://doi.org/10.1002/aenm.202300236