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雙離子電池（DIB）作為一種新型的高性價比、高工作電壓、環保的儲能裝置而備受關注。盡管其在負極側具有與鋰離子電池（LIB）相似的電化學反應，為了匹配正極側陰離子的快速嵌入動力學并考慮到電解液體系完全不同，仍然需要考慮負極材料的合理設計和優化。

在此，中科院深圳先進技術研究院唐永炳研究員等人全面總結了DIBs的研究現狀及進展。

作者首先介紹了DIBs的研究發展歷程和工作機制，隨后總結了DIBs電解液的研究進展，包括DIBs的性能影響因素及優化策略。用于DIBs的理想電解液體系一般要求超過5 V的電化學穩定窗口 (ESW)，且能夠在正極側以高容量實現陰離子的可逆嵌入，此外還應具有高濃度和高離子電導率，成本和安全性問題也必須考慮。

其次，用于DIBs的正極（碳質正極、有機正極、其他類型如過渡金屬二硫屬化物等）和負極材料（插層負極、合金負極、轉化負極、有機負極）也得到了詳細闡述。

圖1. DIB中電解液系統的注意事項

最后，作者提出了DIBs的前景和未來的研究方向：

（1）仍然需要對電解液體系（高壓、高濃度）和電極材料（先進表征+理論計算研究儲能機制）進行單獨設計和優化；

（2）電解液/電極界面對DIBs的電化學性能有很大影響。需要合理設計電解液成分（溶劑、鹽類、添加劑等）或構建人工SEI層，電解液濃度變化對界面穩定性的影響也需要研究；

（3）正極和負極材料之間的有效匹配非常關鍵，還需要合理設計和優化具有良好反應動力學的負極材料，以實現具有高倍率性能的DIB。

圖2. DIB未來的研究前景

Advances and Prospects of Dual-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102498

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中科院深圳先進院唐永炳AEM：雙離子電池的進展與展望

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