导电聚合物使长寿命水系铁电池稳定可调

本报讯（记者朱汉斌）近日，松山湖材料实验室柔性及锌基电池团队提出了一种交联聚苯胺（C-PANI）导电聚合物作为水系铁电池正极材料的策略。相关研究近日发表于《自然-通讯》。

目前，对铁离子电池的研究处于初级阶段。开发高稳定性的正极材料仍然是一个挑战，而且铁离子的充放电原理尚不清楚。

导电聚合物聚苯胺具有颜色变化丰富、调控波段较宽、导电率高、理论比容量大等优点。然而，传统的聚苯胺导电性差、电化学稳定性差，导致循环寿命短、反应动力学缓慢。

为此，研究人员提出了一种交联聚苯胺作为水系铁电池正极材料的策略，用三聚氰胺把聚苯胺链与链连接起来变成网状，形成交联聚苯胺，以提高聚苯胺的电导率和电化学稳定性。在测试温度为28℃±1℃的条件下，用C-PANI作为水系铁电池的正极、金属铁作为负极的扣式电池寿命达到了39000次循环，表现出超高的稳定性。

研究人员将电致变色智能热控与电池相结合，制作了一个柔性反射电致变色铁电池原型，在充放电过程中，变色电池在波长为4.5微米处实现了辐射功率从4.5瓦每平方米到12.1瓦每平方米的调控。

该研究发现了复合阴阳离子和质子的储存机制能够提高水系铁导电聚合物电池的寿命，利用二价铁离子作为电致变色载流子，实现了宽波段光学性能调控，为电致变色和电化学储能一体化应用提供了新的结构模型，有望推动低成本、高安全性电化学储能和电致变色电池发展。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38890-y