武汉理工大学「国家杰青」麦立强副校长/孟甲申&台州学院宋振军Angew丨熔盐化学键激活策略构建高能铝-氟化碳电池！

背景：高能量密度一次电池在深海探测、医疗植入设备、航空航天及军事装备等受限充电领域具有迫切需求。传统的锂-氟化碳电池受限于有机电解液成本高、金属锂稀缺及热稳定性不足等问题。铝作为地壳最丰富的金属元素，具有低成本、环境友好、高安全性及高理论容量等优势，但早期铝-氟化碳电池的实际容量远低于理论值，主要源于Al³⁺的高电荷密度、复杂的多电子转移过程以及CFx基体中强C-F键带来的动力学瓶颈。研究目的：该研究旨在通过熔盐电解液中的化学键激活策略，克服铝-氟化碳电池的动力学限制，实现其高能量密度性能。结论：研究开发了一种采用四元熔盐电解液（AlCl₃-NaCl-LiCl-KCl）的高能铝-氟化碳一次电池。熔盐电解液富含高阶Al-Cl簇，有效降低Al³⁺脱溶剂化能垒；同时，电解液中的碱金属离子（Li⁺、Na⁺、K⁺）通过强静电作用激活CFx中的C-F键，促进稳定的AlF₃形成，从而显著提升反应动力学。该电池在85°C和10 mA g⁻¹条件下实现了1.75 V的放电平台和897.7 mAh g⁻¹的比容量，能量密度达1571 Wh kg⁻¹。此外，通过构建MnO₂@CFx复合正极，进一步提升了电荷转移和离子扩散动力学，实现了优异的倍率和高载量性能。该研究阐明了熔盐电解液中碱金属离子诱导的C-F键激活机制，为高能铝-氟化碳电池的发展提供了重要理论支撑和技术途径。