目前電池的后續發展主要依靠以下幾個方面：高性能電極/電解液材料和創新的電池設計。由于鹵素具有氧化還原電位高、成本低、資源豐富等優點，鹵素在電池中的應用得到了廣泛研究。

在此，南京大學金鐘教授等人總結了近年來在鹵素相關可充電電池應用方面取得的進展。電池化學中使用的鹵素物質主要遵循兩個不同的概念：

（i）參與充電/放電的氧化還原反應

（ii）作為其他特定功能的關鍵無氧化還原成分，例如促進電荷轉移和組成電極或電解質化合物。

作者總結了鹵素種類的功能如下：首先，含鹵素的化合物包括金屬鹵化物和金屬氧鹵化物，用于組成電極；第二，用于摻雜電極的鹵素；第三，電解質中的鹵素化合物，包括液相和固態電解質以及固體電解質界面；第四，基于鹵素轉換的電池化學物質，從非液流和氧化還原液流電池中的氯到碘；第五，鹵素物種作為某些電極合成的犧牲品。

圖1. 雙電解質固態氟離子電池示意圖

此外，作者總結了目前主流電池家族的不同類型，重點討論了鹵素與相應的關鍵電化學性能和特殊功能之間的關系。最后介紹了剩余的挑戰和可能的機遇：

（1）使用含鹵素復合電極的剩余障礙是其結構穩定性差、電子導電性差和離子遷移有限，含鹵素化合物的合理設計和制備有望改善電化學性能；

（2）目前的含鹵素固態電解質仍然面臨著缺乏深入的基礎認識的挑戰，建議進一步研究了解鹵素摻雜的影響；

（3）溴在氧化還原液流電池中得到了廣泛的研究，這避免了復雜電極設計和制造的困難。然而，交叉污染仍然是這種氧化還原液流電池面臨的挑戰，導致需要昂貴的膜；

（4）應充分避免鹵素物種的腐蝕，以避免電池壽命和安全性等性能下降；

（5）原位和非原位表征對于說明潛在充電/放電機制非常重要，建議進行更充分表征。

圖2. 基于碘轉化的電池化學的關鍵參數匯總

Halogen-Enabled Rechargeable Batteries: Current Advances and Future Perspectives, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.11.048