高价化合物分阶段逐步还原的电极过程

由于电极反应步骤中涉及多个电子，采用多电子反应体系原理上可以获得比常规单电子体系更高的能量密度。正因为如此，探索多电子电极反应、构建高能电池新体系一直是化学电源研究所追求的目标。事实上，在过去的研究中，我们已经接触到了各种各样的多电子反应体系。其中最典型的体系是钒氧化物正极的嵌锂过程以及各种无机强氧化剂(如过硫酸盐、高锰酸盐、高铬酸盐及溴酸盐、碘酸盐等)用作电极正极活性物质时的电化学还原。然而，这些高价化合物共同的反应特征是还原历程虽然涉及数量较多的电子，但却分阶段逐步还原。由此引起的复杂情况包括：①实际电池开路电压往往低于按简单电池反应式计算得到的数值；②电池的放电曲线上出现若干平坡或者放电过程中电池电压不断下降；③电极活性物质的利用率往往较低。因此，这里所指的多电子体系并不包含那些类似上述情况的反应，而是特指那些多个电子均通过单一反应步骤转移的电极过程。