페로브스카이트에서 할라이드 교환을 통해 높은 내구성을 가진 아연 이온 배터리를 위한 브롬/요오드 하이브리드 음극을 가능하게 하다

초록 신뢰할 수 있는 저장 시스템의 필요성이 증가함에 따라, 브롬 음극으로 대표되는 전환형 화학이 상당한 관심을 끌고 있다. 이는 상당한 이론적 용량, 비용 효율성, 높은 산화환원 잠재력 때문입니다. 하지만, 작동 중에 활성 종의 심각한 손실은 여전히 문제로 남아있어 연구자들은 농축된 할라이드 함유 전해질을 사용하게 되었습니다. 여기에서 페로브스카이트 격자의 본질적인 할라이드 교환을 활용하여, 가역적인 3전자 전환을 위한 할로겐 저장소로서뿐만 아니라 표면의 Pb 덩글링 본드, C─H…Br 수소 결합, Pb─I…Br 할로겐 결합에 의해 효과적인 할로겐 흡수제로 작용하는 새로운 저차원 할라이드 하이브리드 페로브스카이트 음극인 TmdpPb 2 IBr 6이 제안됩니다. 이와 같이, Zn||TmdpPb 2 IBr 6 배터리는 전형적인 할라이드 없는 전해질에서 1.21 V (I 0 /I − ), 1.47 V (I + /I 0 ), 1.74 V (Br 0 /Br − )의 3가지 놀라운 방전 전압 평탄대를 제공합니다. 이와 동시에, 0.4 A g −1에서 336 mAh g −1 이상의 높은 용량을 실현하고, 각각 1.2 A g −1에서 1000 사이클 후 88%와 3.2 A g −1에서 4000 사이클 후 92%의 높은 용량 보유율을 달성하였으며, 약 99%의 높은 쿨롱 효율을 동반합니다. 이 연구는 금속-할라이드 페로브스카이트 소재에 기반한 유망한 전환형 음극을 강조합니다.