在过去的几十年里，诸多研究人员提高了人们关于碳基有机氧化还原活性分子如何结合到固态电池材料中的知识。通过分子量、添加疏水/亲水基团或浸渍多孔/聚合物材料、一些氧化还原活性小分子(例如，羰基、氮氧化物、亚胺、二硫化物等)来改善固体电池材料的稳定性。已经观察到它们在固态中保持了溶液相氧化还原活性。

近日，南加州大学洛杉矶分校Sri Narayan，加州大学洛杉矶分校Alexander M. Spokoyny首次成功地证明了氧化还原活性的硼簇基材料在固态下的电化学循环。

文章要点

1)具体地说，研究人员设计并合成了一个醚化的十二硼酸根簇合物B₁₂(OCH₃)₁₂，它是B₁₂(OR)₁₂家族中最小的氧化还原活性构建块。该物种在溶液中可以可逆地访问四种氧化态，范围从二阴离子到自由基阳离子。

2)结果表明，化学隔离和表征的中性[B₁₂(OCH₃)₁₂]⁰团簇可以作为锂金属负极PEO基可充电全固态电池的正极活性材料。电池表现出令人印象深刻的活性物质利用率，在C/20比下接近95%，高库仑效率96%，可逆性，16天循环仅有4%的容量衰退。

这项工作代表了用于电化学存储的氧化还原活性成分开发的概念上的偏离，并作为更广泛类别的基于硼烷的材料的切入点。

参考文献

Austin D. Ready, et al, Electrochemical Cycling of Redox-Active Boron Cluster-Based Materials in the Solid State, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c03065

https://doi.org/10.1021/jacs.3c03065