具有Cl⁰到Cl^–氧化還原反應(yīng)(ClRR)的氯基電池由于其高氧化還原電位和大理論容量而有望用于高性能儲能。然而，ClRR固有的氣液轉(zhuǎn)換特性以及較差的Cl固定性會導(dǎo)致Cl₂泄漏，降低電池的可逆性并引發(fā)安全問題。

在此，香港城市大學(xué)支春義團(tuán)隊利用硒基有機(jī)分子二苯基二硒化物(di-Ph-Se)作為Cl錨定劑，通過硫族-鹵素配位化學(xué)實現(xiàn)原子級的Cl固定，實現(xiàn)了具有超低Cl的高度可逆的ClRR和顯著的放電電壓(1.87 V vs Zn²⁺/Zn)。兩個氧化的Cl⁰錨定在單個Ph-Se上，以及Se的多價轉(zhuǎn)化有助于六電子轉(zhuǎn)化過程，實現(xiàn)高達(dá)507 mAh g^-1的高放電容量、平均電壓為1.51 V，庫侖效率高達(dá)99.3%，能量密度高達(dá)665 Wh Kg^-1。

基于所開發(fā)的具有ClRR的di-Ph-Se電極的優(yōu)異可逆性，其表現(xiàn)出卓越的倍率性能(5 A g^-1下為205 mAh g^-1)和循環(huán)性能(500次循環(huán)后容量保持率為77.3%)。值得注意的是，該軟包電池具有高達(dá)6.87 mAh cm^-2的創(chuàng)紀(jì)錄面積容量和自放電性能，展示了實際應(yīng)用的巨大潛力。

圖1.?含ClRR的Zn-di-Ph-Se電池的電化學(xué)性能

總之，該工作利用雙Ph-Se作為Cl錨定劑，實現(xiàn)了兩個Cl⁰原子錨定在一個Ph-Se上的高效Cl原子固定。所得到的Zn||di-Ph-Se電池具有理想的六電子轉(zhuǎn)換過程，提供令人印象深刻的放電電壓(高達(dá)1.51V)和放電容量(507 mAh g^-1)。

此外，由于穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)和電解質(zhì)，實現(xiàn)了非凡的循環(huán)性能，循環(huán)500次后容量保持率高達(dá)77.3%。Zn||di-Ph-Se電池具有顯著的倍率性能和高面積容量，自放電率低，靜置5天后容量保持率約為72.5%。因此，使用基于硫的錨定劑的設(shè)計策略為實現(xiàn)電池中可逆鹵素氧化還原化學(xué)開辟了新的途徑。

圖2. 評價Zn-di-Ph-Se電池的穩(wěn)定性和實用性

Selenium-Anchored Chlorine Redox Chemistry in Aqueous Zinc Dual-ion Batteries，?Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202309330