Science Advances报道铁酞菁实现3.2伏锂二氧化碳电池放电平台，软包能量密度678 Wh/kg

10月4日消息，《Science Advances》发表锂二氧化碳电池研究，团队将高结晶、高导电的铁聚酞菁（pFe^IIPc）用作固态氧化还原介体，改变正极反应路径，使电池形成草酸锂（Li₂C₂O₄）而不是难以充电分解的碳酸锂。该反应路径使锂二氧化碳电池获得3.2伏的放电平台，超过其理论极限。

在100 mA/g条件下，pFe^IIPc体系实现28790 mAh/g的超高放电容量，并保持超过1400小时的可逆循环，截止容量为1000 mAh/g；体系可在−40℃至80℃范围内运行。作者解释，放电时pFe^IIPc先从负极接受电子形成pFe^IPc，随后把电子转移给二氧化碳，最终还原后的二氧化碳与Li⁺反应生成草酸锂。

研究还制作了概念验证软包电芯。该电芯尺寸为5.5 cm×4 cm、质量2.19 g，在室温、100 mA/g下呈现3.1伏放电平台和479 mAh放电容量，按软包总质量计算的能量密度达到678 Wh/kg。在500 mAh/g截止容量、100 mA/g条件下，软包电芯放电平台保持在3.01伏以上，持续19个可逆循环、总计251小时。

作者还在95% CO₂的模拟火星环境中用软包电芯点亮LED，作为应用场景演示。该结果说明，固态氧化还原介体可以同时调节反应产物和放电电压，但当前仍属于实验室和概念验证阶段；软包电芯的长期可靠性、气体管理、规模化制造与真实环境适应性仍需进一步评估。 （来源：Science Advances）