Lithiation verbessert die elektrokatalytische Iodumwandlung und Polyiodidkonfinierung in einem Iodum-Träger für Zink-Iodum-Batterien

Zusammenfassung: Wässrige statische Zink-Iodum-Batterien ziehen große Aufmerksamkeit auf sich aufgrund ihrer reichen Iodvorkommen, des nicht brennbaren Elektrolyten und der einfachen Montage. Aktuelle wissenschaftliche Herausforderungen für statische Zink-Iodum-Batterien sind Selbstentladung und langsame Kinetik. Hier wird ein Lithiationansatz für den Iodumträger vorgestellt, um den Shuttle-Effekt zu unterdrücken und die Iodumwandlung zu katalysieren. Durch Regulierung des d- und p-Bandzentrums und Senkung der Umwandlungsbarriere von I−/I0 verstärkt die Li+-Interkalation in VS2 die Wechselwirkung mit I3− und erreicht eine katalytische Umwandlung von Iodum, verbessert die Selbstentladung und beschleunigt die Kinetik. Zink-Iodum-Batterien mit LiVS2 als Iodumträger erreichen eine hohe Iodnutzung, hohe Coulomb-Effizienzen und eine lange zyklische Lebensdauer. Bemerkenswert ist, dass der Mechanismus zur Leistungssteigerung die thermodynamisch günstige Iodumwandlungsreaktion, die Hemmung des Auftretens von I3− und die Förderung des Verbrauchs von I3− durch die Li+-Insertion ist. Die Ergebnisse bieten grundlegende Einblicke zur Lösung der Probleme statischer Zink-Iodum-Batterien.