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相變引起晶格參數的較大變化，從而對電極材料的電化學儲能產生負面影響。相比之下，固溶相儲能機制可以確保結構的收縮/膨脹較小，因此電極材料具有更好的循環性和快速反應動力學。

在此，武漢理工大學麥立強教授、安琴友研究員等人系統地研究了K_2.55Zn_3.08[Fe(CN)₆]₂·0.28H₂O (KZnHCF) 電極材料在不同電解液中的電化學儲能機制。原位XRD分析表明，在低K⁺濃度的電解液中存在混合儲能機制（固溶體和兩相儲能機制），而在5.0 M KCF₃SO₃電解液和3.0 M KCF₃SO₃+2.0 M Zn(CF₃SO₃)₂混合電解液（同時含有KCF₃SO₃和Zn(CF₃SO₃)₂）中只存在固溶相儲能機制。

原位衰減全反射傅里葉變換紅外線 (ATR-FTIR) 探測表明KZnHCF在離子嵌入/提取過程中存在化學結構不穩定性，這可能是由兩相轉變引起的。此外，由于對混合電解液中結構退化的更強抑制，KZnHCF的循環穩定性得到了極大的提高。

圖1. 相和化學結構演變的原位XRD表征

因此，KZnHCF正極在 20 A g^-1下實現了高倍率性能（所有電流密度均基于正極活性材料的質量設置），容量保持率為66.6%，10000次循環后容量保留率為 93.7%。構建的KZnHCF//Zn全電池顯示出1.82 V的高放電平臺，2000次的長循環性能和89.0% 的容量保持率，以及10 A g^-1時85.5% 的容量保持率。

此外，軟包電池可以提供超過3.60 mAh的高容量，對應于 0.207 mAh cm^-2的面積容量。因此，這種液相誘導固溶相機制為抑制離子存儲中的兩相轉變過程提供了一種有效的替代方法，以實現快速穩定的能量存儲。

圖2. KZnHCF//Zn紐扣/軟包電池的組裝和電化學性能

Liquid Phase-Induced Solid Solution Phase Mechanisms for Highly Stable and Ultrafast Energy Storage, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102342

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麥立強/安琴友AEM：用于高度穩定和超快儲能的液相誘導固溶相機制

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