硼化物合金多电子反应体系

除上述多电子反应体系之外，最近研究还发现，许多在非酸性水溶液体系中高度惰性的过渡金属(如V、Ti、Mn等)和同样惰性的硼形成的硼化物合金，作为水溶液化学电源(碱性或中性)负极时可发生多电子反应，产生超常的电化学比容量。例如，在碱性溶液中，VB2和TiB2分别能发生11电子和6电子氧化反应，释放出3100mAh·g-1和1600mAh·g-1的超常电化学比容量。虽然对这种电化学活化现象的认识还有待深化，但这一现象无疑提示了我们不应忽视对硼化物材料的电化学反应性质的研究。事实上，从热力学考虑，B具有非常低的电极电势和非常小的电化学当量(0.1359·Ah-1)，是非常理想的负极材料。但由于硼电导率低且易发生表面钝化，不能实现所预期的电化学反应，硼及其化合物的电化学反应性质一直以来并没受到重视。金属硼化物的多电子反应性质表明：合金化是激活B的电化学活性的有效途径，基于这一思想有可能发展出一类新型的高比能负极材料。初步的研究结果似乎在一定程度上已开始证实了这一设想。如Co-B合金在碱性溶液中表现出了非常可逆的储氢反应性质，储氢比容量达到350mAh·g-1；而Si—B合金ESiB．(-3.2～6.6)]在有机电解液中也表现出非常高的嵌锂能力，其初始可逆嵌锂容量甚至超过了单质硅。由此可见，硼化物材料作为高比能负极具有非常大的发展潜力，加强对这一材料体系的研究或许能为高比能二次电池的发展寻找到新的突破点。