主要观点总结
本文研究了多价阴离子嵌入石墨正极在高能量密度水系Zn-石墨双离子电池中的应用。通过EPR、SXES、TOF-SIMS等表征方法及原位XRD探究了不同价态阴离子嵌入石墨的电化学过程及石墨电极结构演变。成功利用具有更高价态的阴离子作为载荷离子，实现了高性能的石墨正极材料。该研究成果对于多价阴离子插层的基础理解和材料改性具有指导意义。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
双离子电池中阴阳离子共同参与电极的电化学反应，石墨作为正极时，多价阴离子嵌入能提供更多电子，理论比容量通常高于单价阴离子。但多价阴离子的嵌入也存在挑战，如高电荷密度带来的电化学性能影响。
关键观点2: 工作介绍
吉林大学郑伟涛、邓霆等人利用多价态阴离子嵌入石墨，通过电解液解耦设计成功匹配出具有宽电位窗口的水系Zn-石墨双离子电池。该成果发表在著名期刊Advanced Energy Materials上。
关键观点3: 研究成果
通过TOF-SIMS和原位XRD技术，研究了ClO−4、SO2−4和PO3−4在石墨中的插层行为，并展示了不同阴离子的嵌入程度与石墨结构演变之间的关系。研究表明，ClO−4离子更容易嵌入石墨层间，而SO2−4和PO3−4离子的嵌入则面临更多挑战。
关键观点4: 通讯作者简介
郑伟涛教授是低维材料课题组组长，主要研究方向为能源材料及材料的计算模拟。邓霆副教授主要从事储能电极材料合成及表/界面相关研究。郑莹为吉林大学材料物理与化学专业博士研究生，主要从事碳基储能电极材料及器件研究。
文章预览
【研究背景】 在双离子电池中，阴阳离子共同参与电极的电化学反应。当石墨作为正极时，石墨插层反应可以由多种阴离子引发，但大多数是单价阴离子。通常情况下，阴离子的离子半径较大，这些较大的阴离子嵌入石墨正极时，会带来较大的位阻。此外，由于石墨层间空间有限，可容纳的阴离子数量受到限制。相比之下，多价阴离子嵌入石墨时能够提供更多电子，更好地利用石墨有限的层间空间。因此，多价阴离子嵌入石墨电极的理论比容量通常高于单价阴离子。然而，多价阴离子的嵌入也存在挑战。首先，由于其较高的电荷密度，多价阴离子在去溶剂化、与石墨的吸附以及嵌入过程上与单价阴离子明显不同，这种差异会影响石墨正极的电化学性能，包括比容量、倍率性能和稳定性等方面。目前，多价阴离子嵌入石墨正极的研究相对较少，深入
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