近日，鄭州大學物理學院、中原之光實驗室李新亮教授課題組以“Halogen-powered static conversion chemistry”為題在國際頂尖期刊《Nature Reviews Chemistry》上發表綜述文章。物理學院、中原之光實驗室李新亮教授為本論文第一作者兼通訊作者，鄭州大學為第一單位和通訊單位。

目前商業化的鋰離子電池是基于插層化學（即搖椅系統）制備，Li⁺在電極中具有可逆的嵌入和脫出，插層化學由于受到電極相對于Li⁺承載能力的限制呈現低重量容量，同時隨著鋰和過渡金屬的不斷提取和使用，成本問題逐漸凸顯。鹵素驅動靜態轉換電池（HSCBs）在能量存儲中的應用越來越廣泛，與傳統的搖椅式電池不同，這類電池通過可逆改變電極或/和電解液中鹵素的化學價態來實現電子轉移，從而使轉化型正極材料展現出更高的放電容量和能量密度。文章重點介紹了近年來各種HSCBs電池取得的顯著進展，并詳細闡述了這些電池背后的轉化化學，討論了鹵素的理化性質和電化學性質，概述了電化學活性鹵素的發現和成功，并考察了活性和穩定性之間的權衡，以體現設計-合成邏輯。此外，文章闡明了全HSCBs的主流演變歷史，剖析了可逆轉換化學的關鍵電池組件以及最先進的氧化還原機制和激活策略。同時，針對實際應用，文章提取了主要挑戰和完善的優化策略，并努力為高性能HSCBs的設計制定適用的指導方針。

該研究得到了國家、河南省及鄭州大學科研項目資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41570-024-00597-z