June 2026

第一作者：李兆昕 通讯作者：张洋 通讯单位：中科院过程工程研究所 成果简介 鉴于铬离子反应动力学缓慢限制了铁铬液流电池(ICRFB)的性能，中科院过程工程研究所张洋团队以盐酸胍作为负极电解液的添加剂以提高能量效率并抑制析氢反应。含有0.4 M盐酸胍的电解液显示出最低的过电位，在55°C下达到80%的最高能量效率，比原始电解液高出6%。一方面盐酸胍提高了铬离子的反应性，另一方面盐酸胍的存在增加了铬离子第一水合层中Cl–的数量，从而提高了铬离子还原反应的活性。此外，原位拉曼光谱表明当加入盐酸胍时，电极附近水的氢键网络被破坏，氢离子的转移受到阻碍，抑制了析氢反应。因此，盐酸胍增强了铬离子的反应性，提高了ICRFB的性能。 相关成果以“Enhancing Battery Performance through Solvation Structure Modulation of Iron−Chromium Electrolytes Using Guanidine Hydrochloride”为题发表在ACS Applied Energy Materials上。 感谢中科院过程工程研究所李兆昕（第一作者）校稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1/LSB-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 汇聚液流电池科研人员超1200人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 通常，小分子络合剂形成络合物的能力较弱，尤其是在酸性电解液中。在ICRFBs中，尽管在如此强的酸性溶液中形成稳定的络合物具有挑战性，但可以通过使用添加剂来影响溶剂化环境并改变离子行为。因此，应引入分子量低但具有足够供电子官能团（如氨基）的络合剂，以确保影响铬离子的能力。盐酸胍（G·HCl）因其“三个强路易斯碱基共面氨基”而成为理想的添加剂。在水溶液中，GH+离子的三个键长和键角几乎相等，电子表现出“Y–离域”。通过这种结构，分子的共振稳定使正电荷均匀地分布在三个氮原子周围，减少了对阴离子的吸引力。这种溶液环境允许Cl–离子与铬离子发生更多的相互作用，使铬离子更容易获得电子。因此，G·HCl有望影响铬离子的水合结构，提高其氧化还原性能。 在这项研究中，为了提高ICRF的能量效率并抑制HER，在电解液中加入了G·HCl。首先，进行了电化学测试和电池测试以直接显示G·HCl的作用。之后，电化学阻抗谱（EIS）和塔菲尔曲线显示了G·HCl对动力学的影响。最后，通过光谱技术和分子动力学模拟研究了G·HCl的机理。通过RDF曲线研究了G·HCl对铬离子溶剂化环境的影响，并解释了铬离子反应性的提高，相关结果得到了紫外–可见光谱的验证。原位拉曼光谱用于探索抑制HER的机制。  核心内容 1.电化学性能和电池测试 1.1.G·HCl对电解液电化学性能的影响 图1a显示，0.2 M G·HCl电解液中铬的氧化还原峰表现出最佳对称性。如图1c所示，ΔEp最初随着G·HCl浓度的增加而减小，然后增加。当G·HCl浓度为0.2 M时，ΔEp达到最小值0.324 V，表明Cr3+/Cr2+的可逆性最佳。当G·HCl的浓度从0.2 M增加到0.8 M时，ΔEp从0.324 V增加到0.461 V，电化学可逆性的降低可能是由于电解液粘度的增加造成的，如图1d所示。还可以注意到G·HCl的存在也会影响Fe3+/Fe2+氧化还原电对。然而，当向阴极电解液中加入G·HCl时，电池在放电过程中的过电位会增加。原因可能是添加G·HCl会增加电解液的粘度（图1d）并降低传质效率。图1b显示了不同浓度G·HCl的电解液的LSV曲线。当电势达到-0.6 V（vs SCE）时，三价铬离子开始被还原，并观察到平滑的电流峰值。随着扫描电压继续降低（-0.9 V），HER开始出现，导致电流突然跳变。垂直的黑色箭头表明G·HCl抑制了HER的电流密度。在-0.915 V的电压下，原始电解液的电流密度为230 mA·cm−2，而含有0.8 M G·HCl的电解液电流密度仅为152 mA·cm-2。图1b还显示，当G·HCl添加到0.4 M时，效果明显优于原始电解液，电流密度为165 mA·cm−2。最后，当电压降至约-0.95V时，工作电极上会不断产生H2，曲线会振荡。 图1 含0、0.2、0.4、0.6和0.8 M G.HCl的原始电解液的(a) CV和(b) […]

第一作者：王刚 通讯作者：王刚 & 王瑞林 通讯单位：四川大学 成果简介 磺化聚酰亚胺（SPI）因具有原材料易得、分子结构可灵活设计、合成工艺简单、热稳定性高和成膜性好等优点而成为一种有前途的钒液流电池（VRFB）隔膜材料。但现有SPI一方面酰胺键存在断裂风险而影响膜的稳定性，一方面质子电导率有限难以实现高的电池电流密度。为此，四川大学王刚、王瑞林教授团队基于“刚柔并济”原理，设计合成了具有烷基磺酸侧链的刚性磺化聚酰亚胺S-F-abSPI，并将其与柔性聚膦腈衍生物聚[4-甲氧基苯氧基（4-氟苯氧基）磷腈]（PFMPP）复合制备了S-F-abSPI/PFMPP复合膜。实验结果表明，S-F-abSPI膜的质子电导率显著提高，达到0.116 S cm-1，略高于N212膜。加入柔性聚膦腈衍生物后，S-F-abSPI膜的性能进一步提升，S-F-abSPI/1% PFMPP复合膜表现出最佳的综合性能，面电阻低至0.54 Ω cm2，与N212膜相当。在200 mA cm-2的高电流密度下充放电，该复合膜实现了83.12%的高电压效率（VE）和81.95%的能量效率（EE）。超过200次循环的循环测试表明，复合膜具有出色的长期循环稳定性。烷基磺酸侧链的引入增强了膜的质子电导率，而静电电位分布计算表明PFMPP与SPI膜之间存在强的相互作用，增大了膜的机械强度，降低了钒离子渗透率，并提高了其化学稳定性和钒离子选择性。这种复合膜有望实现高性能VRFB应用。 相关研究成果以“A high-Performance Polyimide Composite Membrane with Flexible Polyphosphazene Derivatives for Vanadium Redox Flow Battery”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。 感谢四川大学王刚老师（通讯作者）校稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 汇聚液流电池科研人员超1200人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 钒液流电池（VRFB）关键材料包括电解质、多孔电极和离子交换膜，质子交换膜起到阻隔和确保电荷传输等重要作用，需要快速的质子传导性能。目前广泛使用的 Nafion 系列膜存在钒离子渗透率高、成本高等问题，促使开发低成本非氟质子交换膜（PEM）材料，如磺化聚砜（SPSF）、磺化聚醚醚酮、聚苯并咪唑（PBI）和磺化聚酰亚胺（SPI）等，其中 SPI 膜因具有原材料易得、分子结构可灵活设计、合成工艺简单、热稳定性高和成膜性好等多种优点成为有前途的高性能VRFB膜材料之一。 聚磷腈主链由交替P和N双键组成，侧链可通过亲核取代反应引入不同有机基团，结构设计性强，还具有优异机械、热稳定和化学稳定性，应用广泛。 在之前的工作中，作者合成了 PMPP 型聚磷腈并将其与 SPI 复合制成 SPI/PMPP 复合膜用于 VRFB，结果表明，PMPP 可增强膜的水解与化学稳定性，形成 “刚柔网络”结构改善膜的机械性能，复合膜组装的电池能量效率高。为提高 SPI 膜的质子电导率，我们又设计合成了 PDAP 型聚磷腈并将其与 SPI

第一作者：刘阳升博士 通讯作者：黄泽波博士 通讯单位：桂林电子科技大学 成果简介 能源短缺是当今社会发展的重要问题，而现有储能系统大多受到地理位置或安全运行的限制。液流电池凭借其能量与功率解耦的特点，在储能领域显示出巨大的潜力。但液流电池一般因为其溶解度低，物质交叉和正负极动力差异等问题，导致成本较高。可通过设计非对称的液流电池系统来解决上述问题，提升了电池性能。本文综述了非对称的电解质，操作方法和正负电极解决的问题及对电池性能的提高。并在此基础上，讨论分析了非对称温度在减缓容量衰减及平衡正负极动力学差异的机制及可行性。本文旨在为非对称液流电池研究提供指导方向，推动储能技术的进一步发展。 相关研究成果以“Redox flw batteries: Asymmetric design analysis and research methods”为题发表在“Journal of Energy Storage (IF=8.9)”  感谢桂林电子科技大学黄泽波老师（通讯作者）校稿！ 汇聚液流电池科研人员超1200人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 随着科技的发展，对能源的需求越来越高，但是由于化石能源的有限性，将会制约科技的高速发展。发展可再生能源被认为是解决能源短缺问题的方法之一。但是，可再生能源尤其是风能和光能，因为其间歇性和波动性将对即时响应的电力系统并网带来巨大挑战。为了减轻可再生能源对电网的影响，开发了能量存储系统(ESS)来存储多余的电能。ESS可以平滑负荷曲线，调峰填谷，增强电网稳定性，提高电能质量，在现代化电网中扮演着重要的作用。目前，ESS可以使用机械能，热能和化学能来存储多余的电能。发展最成熟且应用最广泛的是抽水蓄能，将机械能与电能进行相应的供需转换，但其发展与压缩空气储能一样受到地理位置的制约。将电能储存为动能的飞轮储能功率密度高，寿命较长，但储能时间短，成本较高。直接储存电能的超级电容器作为功率型储能充电及响应迅速，但能量密度较低，受温度影响大和成本高。近年来，电化学储能技术由于其不受地理位置限制，放电响应迅速等优点成为备受关注的储能之一。其中，可充电电池，如锂离子电池由于其较高的能量密度和微型化被认为是最有前途的电化学储能，在移动储能，例如手机，手表和电动车中广泛应用。但由于锂电池因故障发热时，难以进行热管理，所带来的安全问题限制了其大规模的应用。 为了满足现代化电网对于大规模储能的需求，液流电池(RFB)与锂离子电池相比，由于其能量和功率部分可解耦的最大特色，使得RFB的运行灵活，扩展简易，循环寿命长和易于热管理。其中能量与功率解耦的特点使得RFB在大规模储能中的安全性远远高于锂离子电池。RFB的正负半电池概念在1974年由L. H. Thaller首次提出。在充放电循环中,每个半电池室的氧化还原对在氧化态和还原态转变，使得化学能与电能相互转变。迄今为止，发展了多种多样的液流电池，例如Zn-Br 液流电池，Fe-Cr液流电池，VRFB等。其中VRFB是在20世纪80年代由M. Skyllas-Kazacos在新南威尔士大学提出。由于VRFB在正负半电池中使用相同的元素钒，没有Zn-Br 液流电池或Fe-Cr液流电池所带来的交叉污染或者枝晶问题，使其成为如今广泛商业化的液流电池。但由于VRFB的电化学稳定窗口窄，溶解度低等问题，使其成本较大。据统计，VRFB的成本范围为$713-1359/kWh，而最成熟的ESS抽水蓄能的成本仅为$110-208/kWh。尽管相同元素的VRFB无交叉污染，但仍然会存在不同价态的正负极氧化还原对进行跨膜交叉，从而导致电解质失衡问题。同时化学反应速率遵循木桶原理，反应的快慢将由最慢的化学反应步骤决定，而RFB的正负极一般存在着明显的动力学差异，从而使得VRFB性能由动力学较慢的负极决定。针对VRFB与其他RFB共同存在的溶解度低，电化学稳定窗口窄，电解质失衡等问题，研究者们提出用正负极不对称的电解质系统，化学结构不对称的电解质，或者不对称的操作条件等来解决上述问题，当然由于RFB的能量与功率解耦的特色，也可以通过特定方法对衰减容量进行恢复。正负极不一致的电解质可以扩宽电池的标准平衡电位，来提高电池电压。化学结构不对称的电解质可以提高与溶剂的相似度，提高溶解度。不对称的操作条件可以平衡正负极的渗透压，减少物质的跨膜交叉，以此减少由离子水化现象带来的水迁移。 本文主要从电解质，操作方法和电极三个方面对非对称的RFB进行综述，综述的主要目的是总结非对称RFB所解决的问题，明确非对称RFB的概念以及论述发展非对称RFB的必要性。最后，对非对称RFB的未来发展和研究趋势进行总结与展望的同时，论述了非对称温度的可行性。 核心内容 1. 非对称电解质 RFB的非对称电解质一般认为是活性电解质的不对称化学结构或者RFB运行时所使用活性物质的正负极不一致。而RFB可以通过使用溶剂的差异分为以水为溶剂的水基RFB与以有机物为溶剂的非水RFB。因为相似相溶原理，化学结构不对称的物质可以提高在水基RFB中的溶解度。但非水RFB电池电压更高且可以在低温下工作。 图4 ARFB的化学结构和氧化还原峰：(a)MMV； (b) [SiW12O40]4−和[PV14O42]9−；(c) TIRON 水系液流电池(ARFB)由于将水作为溶剂，安全性较高，但由于水的电化学稳定窗口窄的影响，电池电压较低。Bahari等为了提高水中性电解质液流电池(ARFBs)的电池电压和溶解度，提出了一种名为MMV的不对称紫罗兰素基化合物作为ARFBs的氧化还原活性化合物，具有不对称结构的MMV显示出-1.05V vs SCE的氧化还原电位，如图4(a)所示。而且MMV在水中的溶解度约为3M，不同电流密度下的溶解度如图5(a)所示。同样的，为了提高ARFB的电池电压，Fridel等研究了两种多金属氧酸盐(POMS)，[SiW12O40]4-和[PV14O42]9-，发现这些POMs具有快速的氧化还原动力学，从而实现高功率密度，POMS的氧化还原峰如图4(b)所示。在工作条件下的理论容量为10.7AhL-1和可以在电流密度为30~60mAcm-2范围内循环155次，在不同电流密度下的充放电电压曲线如图5(b)所示。在正负极非对称活性物质方面，Parimo等证明了一种新的不对称铁与吡啶和TIRON的双配体共同减少了锌铁液流电池的沉淀，其结构及氧化还原峰如图4(c)所示。Fe-Py-TIRON提高了氧化还原活性物质的质量传递，且具有更接近的正负极扩散系数；并降低了电子转移阻力，表现出更优的充放电电压曲线。混合复合物系统的电解质总成本仅为$26.3/kWh，低于非复杂铁系统的$42.9/kWh，且混合复合电池可稳定运行100~200次，具有如图5(c)所示的更长的循环周期及更优的三大效率。 图5 ARFB的性能：(a) BMAP-FC阳性和MMV阴性的溶解性；(b)不同电流密度下[SiW12O40]4−和[PV14O42]9−的电压曲线；(c)加入铁双配体后的电压、容量、效率和扩散系数 与ARFB相比，NARFB表现出增强的特性，包括提高电池电压和在降低温度下工作的能力。然而，活性物质在非水溶剂中的溶解度相对有限。氧化还原活性有机分子(ROM) 具有良好的可持续性和成本特征，是开发NARFB活性物质的一个有前途的途径。最终，NARFB性能的主要制约因素是材料的迁移和正负极电解质之间的化学降解。Yu等[107]在相关研究中提出了一种不对称电解质方法来提高氧化还原活性物质的溶解度。也就是说，在阳极处活性物质硝基苯(NB) 溶解在乙腈(CAN) 中，在阴极处活性物质碘(I2) 溶解在四亚甲基二甲基醚(TEGDME)中。在NARFB的操作过程中，NB在ACN中的氧化还原峰比在TEGDME中的氧化还原峰更为明(图6a)。使用Na3Zr2Si2PO12膜有效地阻止了活性物质在正负极之间的迁移。钠盐(NaClO4或NaCl) 作为支撑电解质的加入促进了Na+离子通过膜。Weng等人展示了一种有效且通用的策略，即用烯丙基(A)取代有机硫化物的有机官能团(R-Sn-R)，形成烯丙基取代的不对称有机硫化物(R-Sn-A)，从而提高其氧化还原活性(图6b)。该方法解决了RFB反应动力学慢的缺点。与R-Sn-R相比，R-Sn-A的放电电位提高了280 mV，放电容量提高了200%。此外，R-Sn-A的使用有助于实现体积容量为224 Ah L−1的高浓度(5M)液态电解液。Li/(DTS + PDS) 不对称体系在电流密度为1 mA cm−2的情况下循环200次，在阴极处显示出140

第一作者：张雨霞 通讯作者：张雨霞 通讯单位：曲阜师范大学 成果简介 鉴于磺化聚醚醚酮（SPEEK）基质子交换膜难以同时兼具高质子传导性和阻钒性，曲阜师范大学张雨霞老师团队制备了具有阳离子共价有机纳米片（TpTG）交联氧化石墨烯（GO-TpTG）的复合膜（S/GO-TpTG），通过优化离子传输通道来提高膜的选择性。GO-TpTG可以利用其阳离子多孔结构和酸碱对与SPEEK的相互作用有效地传输质子，同时可以通过Donnan排斥和物理阻断效应阻断钒离子。含有3 wt% GO-TpTG的S/GO-TpTG膜具有优异的质子传导性（82.7 mS cm-1）和选择性（77.9×10-7cm2 min-1）。基于此，制备的复合膜的VRFB具有优异的能量效率（在100-200mA cm-2下为88.6-81.0%）、循环稳定性和自放电时间（209.8小时）。 相关成果以“Enhanced selectivity of SPEEK membrane incorporated covalent organic nanosheet crosslinked graphene oxide for vanadium redox flow battery”为题发表在Journal of Membrane Science上。  感谢曲阜师范大学张雨霞老师（通讯作者）校稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 汇聚液流电池科研人员超1200人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 最近，金属框架（MOF）和共价有机框架（COF）由于其固有的离子传输通道和递送位点，在质子传导方面表现出良好的性能。在之前的工作中，COF（TpTGCl）被引入SPEEK基质中，复合膜的质子传导率明显提高，但阻钒性没有明显提高。无孔GO具有优异的阻钒性，多孔COF可以有效地传输质子，结合两者的优点可以获得高性能的复合膜。例如，二维连续COF在GO纳米片（GO/SNW）表面原位生长，同时提高了制备的复合膜的质子传导性和阻钒性。此外，COF交联GO（GO-COF）可能提供更优化的质子选择性传输通道，因为GO可以增加Vn+扩散途径的曲折性，GO之间的COF桥接可以加速质子传输，并通过Donnan排斥效应和尺寸筛选效应抑制Vn+的渗透性。 因此，本工作首先采用溶剂热法合成了具有阳离子胍基团的酸稳定酮基连接COF纳米片（TpTG），然后通过氨基和羧基之间的反应制备了TpTG交联GO纳米片（GO-TpTG），最后将SPEEK作为聚合物膜基质与GO-TpTG共混制备复合膜。带有阳离子纳米孔的GO-TpTG纳米片加速了小尺寸低价态质子的传输，同时通过静电排斥和物理屏障抑制了大尺寸高价钒离子的渗透。此外，GO-TpTG的丰富氨基、亚氨基和羟基等也通过与SPEEK的磺酸基团相互作用提供酸碱对质子传输通道。因此，将多孔阳离子TpTG纳米片与无孔GO纳米片交联可以提高H+和Vn+的选择性和传导性。S/GO-TpTG展现出卓越的H+/Vn+选择性和电池性能。结果表明，GO纳米片交联多孔COF纳米片在平衡膜的H+和Vn+传导方面具有良好的应用前景。 核心内容 1.GO-TpTG的表征 使用改进的溶剂热合成TpTG，然后通过酰化反应与GO交联（图1）。如图2a所示，TpTG的FTIR光谱中出现了1286 cm-1处的C-N伸缩振动峰和1612 cm-1处C=C的伸缩振动峰。同时，TpTG的FTIR光谱中2895 cm-1的H-C=O伸缩振动峰、1644 cm-1的-C=O伸缩振动峰以及3316 cm-1、3198 cm-1的N-H伸缩振动峰消失。水合质子（0.24nm）可以很容易地穿过TpTG的孔道。与GO相比，GO-TpTG中1720 cm-1的羧基特征峰消失（图2b），酰胺基特征峰出现在1628 cm-1，表明TpTG通过酰胺键与GO化学连接。相对于GO，在GO-TpTG的XPS光谱中可以观察到N1s峰（~399eV），其C1s光谱在285.9eV和288.9eV处显示了两个新峰，分别对应于C-N和O=C-N键（图2c-d），证实了GO和TpTG之间的化学交联。用XRD分析了GO-TpTG的层间距。在图2c中，峰值位置从9.9°移动到9.5°，表明由于阳离子TpTG的静电排斥，层间距离从0.89 nm增加到0.93 nm。因此，交联的TpTG可以减少GO纳米片的聚集。 图1 TpTG和GO-TpTG的制备工艺

第一作者：Gyohun Choi, Patrick Sullivan, Xiu-Liang Lv, Wenjie Li 通讯作者：冯大卫 通讯单位：美国威斯康星大学麦迪逊分校 成果简介 美国威斯康星大学麦迪逊分校冯大卫教授课题组引入了软硬两性离子捕获剂（SH-ZITs）作为络合剂，它由一个聚卤化物络合的 “软”阳离子基团和一个水溶性的 “硬”阴离子基团组成，可实现均相卤化物循环。作者设计了 300多种结构，并对13种结构进行了表征，这些结构展示了在均匀水溶液中络合聚卤化物、阻止阳离子交换膜交叉和改变电化学电极机制的能力。标准阴极SOC为66.6%（按化学计量为X3–）的液流电池循环中，经过2个月1,000多个循环后，在每平方厘米40毫安时的平均库仑效率超过99.9%，且无明显衰减，在高温下也表现出稳定性。有趣的是，SH-ZIT能够以2摩尔/升（47.7安培小时/升）的溴化物浓度将卤化物阴极均匀循环至90% SOC，从而揭示了以前未知的多卤化物研究机制。最终，SH-ZIT在80%的SOC下实现了高达120安培小时/升的超高阴极容量利用率，具有均匀循环，并且能够与混合动力液流电池中的锌阳极配对。 相关成果以“Soft–hard zwitterionic additives for aqueous halide flow batteries”为题发表在《Nature》上。 汇聚液流电池科研人员超1200人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 卤化物阴极电解液因其在放电状态下展现出高水溶性及优越的阴极氧化还原电位，为开发可持续水系氧化还原液流电池（aq-RFB）材料提供了潜在路径。尽管这些材料具备良好的性能，但卤化物aq-RFB的性能仍受到阴极电解液中多卤化物电化学和物理行为的限制。例如，卤化物盐（M+X－）在充电过程中被氧化生成卤素原子（X），随后与溶液中的卤离子共价结合形成多卤化物盐。此类多卤化物（X2n+1–）处于平衡状态，并可能解离为X2n+1–和X2两种组分。 事实上，在充电过程中，X2二卤化物在溶液中处于平衡状态，其形成会引发若干aq-RFB的相关问题。首先，疏水性的X2物种与水分离，这要求设备设计具备适应多相环境的能力。其次，由于其非极性特性和小分子尺寸，容易发生离子交换膜的穿梭，从而引发阳极电解液的自放电现象。第三，由于X2的汽化平衡，有毒的X2蒸气从溶液中释放，造成永久性容量损失及安全隐患。 为减少aq-RFB循环过程中生成的X2量，电池运行时阴极电解液的充电状态通常保持在低于三分之二（SOC），这一点在化学计量上以三卤化物形式表示。另一种方法是通过使用有机络合添加剂来化学干扰这些解离平衡，以与多卤化物物种（如季铵、咪唑鎓和吡啶鎓）进行配位。这些多卤化物络合阳离子（PCCs）与阴离子多卤化物静电结合形成油相或沉淀相。这种相分离有效缓解了与多卤化物相关的问题；然而，疏水相不仅需要复杂的流动工程，还会影响放电动力学并限制整体充电容量。 基于以上分析，美国威斯康星大学麦迪逊分校冯大卫教授团队克服了传统多卤化物阴极电解液及PCCs的不足，并通过可扩展的双分子亲核取代反应（SN2）设计了软–硬两性离子捕获剂（SH-ZIT）作为电解质添加剂，揭示了先前未知的SOC工作模式（图S1）。这些添加剂能够与多卤化物络合，在降低渗透和汽化的同时维持均匀的水性电解液。此外，SH-ZIT液流电池在2 M浓度下实现高达90% SOC的均匀循环，从而具备更优异的多卤化物能力。 核心内容 1、多卤化物络合机制 已报道的PCC通过将“软”有机阳离子与“硬”卤化物离子配对，模仿离子液体的结构，但存在水溶性和多卤化物复合物相分离的问题。为了解决这些问题，作者设计了SH-ZIT，它通过共价连接软有机阳离子和硬阴离子基团，保持水溶性，避免复杂的工程设计，同时减少带电多卤化物的分离和膜交叉。实验显示，SH-ZIT能在高荷电状态下保持溶液的均匀性，无相分离和溴蒸气释放，证明了其良好的络合能力和相稳定性。  2、SH-ZIT结构设计原理 在确认SH-ZIT与卤化物盐的络合后，进一步探索了结构设计原理（图1），这些结构能均质化多卤化物并减少CEM交叉（图1c）。通过模块化设计平台，作者高效合成并筛选了超过300种SH-ZIT结构，并选择了13种代表性结构进行测试。结果显示，SH-ZIT显著降低了卤化物的渗透性，尤其是烷基铵系列表现出最低的渗透性。此外，SH-ZIT对聚卤化物的CEM交叉降低了两个数量级。溶解度实验表明，SH-ZIT能稳定聚卤化物阴极，并支持高能量密度的aq-RFB循环。通过实验和计算分析，SH-ZIT通过硬–软离子配对，热力学上抑制了多卤化物的解离，从而稳定了多卤化物水溶液体系。  图1：SH-ZIT设计原理 为了定量评估SH-ZIT与多卤化物的结合，相应的密度泛函理论计算和拉曼光谱实验表明，SH-ZIT能有效结合多卤化物并抑制卤素解离。计算结果显示，SH-ZIT对三卤化物的结合焓是负值，表明其在热力学上有利于多卤化物的稳定，且咪唑鎓（SH-ZIT-2）表现出最有利的结合（图2a, b, c）。拉曼光谱分析进一步证明，SH-ZIT能减少溴和碘的游离，特别是在60% SOC 时，SH-ZIT显著降低了 Br2的释放（图2d, e），表明它在水相中稳定了多卤化物结构。此外，电化学测试显示SH-ZIT对碘化物的氧化还原动力学影响显著，提升了聚碘化物的氧化电位，表明SH-ZIT与I3 −的强相互作用。这些结果表明，SH-ZIT 通过结合和增溶多卤化物，有效改善了其在水性氧化还原液流电池中的性能。  图2：SH-ZIT络合机制及循环伏安的实验和计算探索  3、SH-ZIT液流电池研究 在确定了络合机理和电解质特性后，作者研究了SH-ZIT对卤化物阴极电解液在水系液流电池（aq-RFB）中的影响。测试结果表明，SH-ZIT显著提升了电池的循环稳定性和库仑效率。相比于无SH-ZIT的对照电池，含SH-ZIT的电池在碘化物和溴化物电解液中分别实现了200次和400次循环时，CE 高达99.9%，且无容量衰减（图3b、f）。此外，SH-ZIT有效减少了多卤化物的相分离和自放电问题，并在多种配置下表现出良好性能，延长了电池寿命。进一步测试表明，溴化物和碘化物在80% SOC时的峰值功率密度分别为64.7 mW/cm²和53.0 mW/cm²，证明SH-ZIT在均匀充电和提升充电安全性方面具有重要作用。 

第一作者：Yichong Cai，Hang Zhang 通讯作者：纪亚，Qing Wang 通讯单位：上海交通大学中英国际低碳学院 成果简介 上海交通大学中英国际低碳学院纪亚团队联合新加坡国立大学Wang Qing教授在国际知名期刊Joule (IF=38.6)发表题为“Directional Regulation on Single-Molecule Redox-Targeting Reaction in Neutral Zinc-Iron Flow Batteries”的研究论文。该文章针对高能靶向液流电池中的氧化还原靶向反应，提出通过在固相材料掺杂策略，实现了对靶向反应的定向控制，并首次展示了容量提升与电位差之间的定量关系。该中性水系锌铁液流电池展现出优异的电池性能，包括能量密度118.3 Wh/L、库仑效率99.9%、固体材料利用率78.4%和容量保持率99.8%。此外，该文章利用多尺度原位表征对固液反应界面进行深入研究，揭示了氧化还原靶向反应动态反应机制。 感谢上海交通大学中英国际低碳学院纪亚老师（通讯作者）校稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 汇聚液流电池科研人员超1200人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 随着可再生能源的大规模部署，氧化还原液流电池（RFBs）作为一种有前景的储能技术，特别适用于大规模和长时间储能的需求，受到了越来越多的关注。然而，RFBs在能量密度方面受到液态储能模式的固有限制。为了提高能量密度，氧化还原靶向（RT）反应被提出，将固体材料引入外部电解质储存罐中作为能量增强剂。RT反应提供了一种不同于传统多电子转移、增加溶解度等方法的策略，具有简便、灵活和高稳定性的优势。 然而，靶向系统仍面临氧化还原介体与固体材料之间精确匹配的挑战。大多数已报道的RT系统通过随机筛选和经验选择氧化还原介体和固体材料。匹配的氧化还原介质和固体材料应具有相同的氧化还原电位，以实现良好的可逆性和高固体材料利用率。因此，开发一种精确调控氧化还原电位的方法，确保与氧化还原介质和固体材料的匹配至关重要。 在此，作者报道了一种中性水性[Fe(CN)6]3-/4–LiMnxFe1-xPO4/Zn氧化还原靶向液流电池。通过调控LiMnxFe1-xPO4固体材料的成分，精确控制并匹配了LiMnxFe1-xPO4与[Fe(CN)6]3-/4-的氧化还原电位，首次揭示了水性靶向氧化还原液流电池中靶向反应的定向调控及其与氧化还原电位差之间的定量关系。这项工作结合实验和密度泛函理论（DFT）计算，证明LiMn0.2Fe0.8PO4是与[Fe(CN)6]3-/4-最佳匹配的固体材料，具有几乎相同的氧化还原电位，并达到最高的靶向反应程度（固体材料利用率78.4%）。此外，[Fe(CN)6]3-/4–LiMn0.2Fe0.8PO4/Zn 氧化还原靶向液流电池在10 mA cm-2下表现出优异的电池性能，包括高库伦效率（CE，99.9%）、能量效率（EE，84.9%）、容量保持率（99.8%）和能量密度（118.3 Wh L-1）。进一步采用多尺度原位光谱技术，如同步辐射X射线吸收光谱（XAS）和紫外-可见光（UV-Vis）光谱，在充放电过程中全面阐明了靶向反应的机理、热力学和动力学。这项研究为水性靶向液流电池的设计与优化提供了新的思路，深入理解了单分子氧化还原靶向反应（SMRT）的调控机制。 图1. [Fe(CN)6]3-/4–LiMnxFe1-xPO4/Zn 靶向体系的电化学性质 核心内容 1.氧化还原电势的调控 为了实现稳定高效的中性水系SMRT液流电池，本研究采用LiFePO4作为靶向固体材料，因其在水系中的优异循环稳定性而著名。通过掺杂不同比例的Mn制备LiMnxFe1-xPO4，调节其氧化还原电位，以提高与氧化还原介质[Fe(CN)6]3-/4-的兼容性。 循环伏安法显示，随着锰掺杂量增加，LiMnxFe1-xPO4的氧化还原电位正向移动，且与Mn比例呈线性关系。密度泛函理论（DFT）计算证实了锰掺杂调控氧化还原电位的有效性。LiMn0.2Fe0.8PO4展现了最佳的电化学活性和与[Fe(CN)6]3-/4-匹配的氧化还原电位（0.333 V vs. Ag/AgCl），被认为是构建中性水系SMRT系统的最优材料。Zn2+/Zn则被用作负极，构建了具有大电压窗口的SMRT液流电池。 图2. [Fe(CN)6]3-/4–LiMnxFe1-xPO4/Zn靶向反应的影响因素  2. [Fe(CN)6]3-/4–LiMnxFe1-xPO4/Zn靶向反应的影响因素 为评估SMRT反应，将单位质量的LiMnxFe1-xPO4固体材料加入电解液储罐，并在10 mA cm-2下进行恒电流充放电测试。Mn掺杂量的变化对LiMnxFe1-xPO4密度影响不大，因此对负载量的影响可忽略。充电过程中，[Fe(CN)6]3-在电池中发生氧化还原反应，然后与LiMnxFe1-xPO4发生化学反应；放电时，[Fe(CN)6]4-再与MnxFe1-xPO4发生反应。结果表明，掺锰的LiMn0.2Fe0.8PO4在SMRT液流电池中表现出最佳的电化学活性和容量增强，其容量提升达到89.6 mAh，具有良好的库伦效率（99.9±0.4%）和实际SMRT利用率（78.4±5%）。 不同电位差|ΔE|对SMRT反应效率的影响表明，当|ΔE|较小时，容量提升显著；而当|ΔE|超过50 mV时，容量增加不足10 mAh g-1，SMRT反应效率下降。进一步研究显示，在较高电流密度下，SMRT电池容量损失显著，主要由于极化效应限制了充放电速率。相比块状LiMn0.2Fe0.8PO4，粉末形态的材料由于表面积更大，SMRT反应更加充分，容量几乎翻倍，说明界面反应在SMRT过程中的关键作用。 图3.

第一作者：柴宇惟 通讯作者：曲大为 通讯单位：吉林大学 成果简介 吉林大学曲大为教授研究团队采用实验和模拟相结合的综合方法，系统地研究了温度对VRFB性能的影响。通过充放电实验、电化学阻抗谱、液压压降测试和循环充放电试验对VRFB在不同温度下的性能进行了实验评估。此外，该团队还开发了一个三维多场耦合模型以提供理论分析并阐明VRFB在不同温度条件下的性能，其中考虑了不同组件物理参数随温度的变化。结果表明，在VRFB系统中，温度的升高会导致过电位和压降的降低，从而提高系统能量效率，尽管库仑效率略有下降。此外，与欧姆过电位和电化学过电位相比，温度对浓差过电位的影响相对较小。在电池循环过程中，提高流量或温度可以使容量衰减率和库仑效率更加稳定。研究发现，更高的流速提高了电池的电压效率，但改善程度随着温度的升高而降低。 相关成果以“A comprehensive study in experiments combined with simulations for vanadium redox flow batteries at different temperatures”为题发表在Journal of Energy Storage 上。  感谢吉林大学柴宇惟博士（第一作者）校稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 汇聚液流电池科研人员超1200人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 数值模型可以模拟VRFB在各种运行条件和组件参数下的充放电过程。通过不断的优化和细化可以提高模型的准确性，为单电池或电堆在热稳定区域的高效运行提供精确的指导。Bhattacharjee等人在MATLAB/Simulink环境中建立了一个热管理和控制模型，用于确定VRFB电堆（1 kW/20个单电池）在充放电过程中的最佳流量，从而实现有效的热管理并提高整体系统效率；此外，还发现将流速保持在160-300mL/min的范围内，可使被测VRFB的温度保持在35.8℃以下，能量效率高达88.55%。Wang等人建立了一个VRFB堆模型（5 kW/60 kWh）来研究电堆系统的动态和稳态热条件；此外，为了评估空调对VRFB有效热管理的可行性，他们开发了一个室温模型来模拟空调过程中室温的变化；他们根据VRFB在充放电过程中的热行为差异改进了空调冷却策略，该策略不仅有效地防止了电堆系统过热，还将空调能耗降低了48%。Trovo等人首次开发了一个VRFB电堆模型（9 kW/40个单电池）来模拟电池的热行为，考虑了离子交叉污染、旁路电流效应和自放电；他们发现当充电状态较高的电解液进入VRFB时，由于旁路电流效应，单电池的局部温升可高达10℃；随后，他们通过结合电池与环境之间的热交换、泵功率损失以及管道和储罐中的热传递来优化模型；该改进模型准确预测了每个单电池中电解液的温度，有助于识别VRFB电堆在高电流密度下运行的临界温度。 上述研究有效地证明了温度对VRFB性能的影响，并提出了各种提高VRFB性能和防止过热的方法。然而，由于VRFB系统需要泵送电解液，即电池的系统效率受到单电池（或电堆）和泵的影响。目前关于温度的VRFB实验主要集中在测试电化学性能上，缺乏与流动传质相关的实验，温度对电池流动传质影响的研究也相对有限。此外，在数值模型中所用组件的物理参数不是通过测量获得的，而是从其他文献中的经验公式直接引入模型的。受电解液浓度变化的影响，可能会导致经验公式的差异，从而降低模型的准确性。因此，本研究中吉林大学曲大为教授研究团队采用实验和模拟相结合的方法来研究温度对VRFB性能的影响。首先，通过充放电试验评估温度对电池电压的影响，同时采用电化学试验分析不同温度下各种阻抗的变化，定性研究了不同极化的分布。然后，通过测量不同温度下电解液的物理参数并建立它们与温度的关系，将这些参数整合到三维有限元模型中用于提高其精度。随后，利用改进的三维模型，将电池的内部变量可视化，来阐明温度对传质的影响。最后，进行了长期循环实验以观察VRFB在不同温度下的运行稳定性。 核心内容 1.充放电测试 恒温实验平台由防爆高低温试验箱、蠕动泵（流速范围1-237mL/min、精度0.01mL/min）、储液罐和充放电测试仪组成，如图1所示。 图1 VRFB恒温试验平台 如图2（a）所示，实验结果与VRFB的已发表文献一致。随着温度的升高，充电电压降低，而放电电压升高，归因于高温下过电位的降低。高温会导致充放电容量增加，因为温度升高会降低过电势，从而延长充放电时间，进而增加可用容量。如图2（b）所示，在高温条件下放电电压较高和充电电压较低，同时电压效率随着温度的升高而增加。此外，VRFB的库仑效率随着温度的升高而降低。由于库仑效率与充放电容量有关，受正负极电解液交叉污染、副反应（充电结束时阴极析氢）和热沉淀（高温下阳极电解液中V2O5固体的形成）等因素的影响。 图2 100 mA/cm2电流密度下的VRFB充放电性能和压降：(a)不同温度下VRFBs的充放电曲线；(b)不同温度下VRFBs的效率；(c)25◦C~55◦C不同流量下的压降 液流电池的系统效率不仅受到充放电性能的影响，还受到泵功率的影响。由于温度会影响电解液的物理性质，因此通过测量压降来评估温度对VRFB系统的影响，如图2（c）所示。压降随流量呈现线性增加，在相同流量下，随温度升高而减小。基于流体动力学，电解液的流动会造成压力损失（动能），这受到组件（管道、连接设施和VRFB内流动通道）的几何形状和电解液物理性质（密度、粘度）的影响。在不改变任何组件的情况下，在不同温度下测试系统中电解液的压降，结果表明压降主要受温度引起的电解液粘度和密度变化的影响。在所研究的温度范围内，电解液密度没有明显变化，而电解液粘度对温度变化更敏感。因此，由于电解液的粘度较低，电解液在较高温度下引起的压降较小。在考虑泵功率损失（表1）后，VRFB在25℃、35℃和45℃时的能量效率损失分别为5.50%、5.00%和4.63%。结果表明，较高的温度可以提高VRFB的系统效率。 表1 在100 mA/cm2下泵功率和净能量效率   2.电化学阻抗谱 图3 不同温度下SOC为0.5、流速为50

第一作者：李晓彤 通讯作者：吴晓宏 通讯单位：哈尔滨工业大学 成果简介 水系氧化还原液流电池（ARFB）依赖于具有高电荷存储容量和低成本的氧化还原活性物质（RAM）。哈尔滨工业大学吴晓宏教授团队设计了一种氧化还原活性物质亚铁氰化锂（Li4[Fe（CN）6]）。由于分子间较弱的相互作用，Li+不仅提高了[Fe（CN）6]4-的溶解度(2.32 M)，而且促进了[Fe（CN）6]4-/3-的电化学性能。基于2.30 M和2.10 M[Fe（CN）6]4-的ZIRFBs的容量高达61.64 Ah/L（中性）和56.28 Ah/L（碱性）。此外，得益于Li4[Fe（CN）6]的低成本，碱性ZIRFB的成本低至11＄/kWh，是VFB（211.54＄/kWh）的二十分之一。 相关成果以“Lithium Ferrocyanide Catholyte for High-Energy and Low-cost Aqueous Redox Flow Batteries”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。 感谢哈尔滨工业大学李晓彤博士（第一作者）校稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 汇聚液流电池科研人员超1200人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 RAM在合适的支持电解质中的溶解度决定了储能设备的容量。近年来，有机/有机金属分子因其可调的溶解度和氧化还原电位而受到了广泛关注。其中，亚铁氰化物/铁氰化物（[Fe（CN）6]4-/3-）表现出高稳定性、无毒性、低成本和良好的电化学性能，并已与各种阳极活性物质结合构建高性能的ARFB。然而，[Fe（CN）6]4-/3基RFBs的能量密度仍然受到溶解度的限制。因此，开发高溶解度[Fe（CN）6]4-/3-基RAM以提高电网规模ARFB的能量密度和成本竞争力仍然是一个巨大的挑战。为此，在电解液系统方面应解决以下问题：1）一种使电解液浓度及其容量最大化的简单策略；2）确保活性物质在电池运行期间的溶解度和稳定性；3）具有高跨膜传输速率的适当阳离子，以最大限度地降低膜电阻；4）用于大规模储能应用的低成本电解液系统。 在这项工作中，哈尔滨工业大学吴晓宏教授团队报道了Li4[Fe（CN）6]作为RAM以提高ARFB的能量密度和成本竞争力。实验证实Li4[Fe（CN）6]具有较高的体积容量和[Fe（CN）6]4-溶解度（2.32 M），在中性和碱性锌铁液流电池（ZIRFB）中分别表现出高达61.64 Ah/L和56.28 Ah/L的放电容量。受益于Li4[Fe（CN）6]的低成本（1.27＄/kg），基于阴极电解液的中性和碱性ZIRFBs的成本分别约为19＄/kWh和11＄/kWh。  核心内容 1.Li4[Fe（CN）6]的合成及其物理化学性质   图1 （a）制备Li4[Fe（CN）6]的阳离子交换反应示意图；（b）产物照片；（c）Li4[Fe[CN）6]水溶液；（d）焰色反应；（e）在可变转速下，1.0 mM Li4[Fe（CN）6]在0.5 M LiCl溶液中的RDE LSV曲线；（f）i与ω1/2的关系图；（g）在可变扫描速率和室温下混合在0.5M LiCl水溶液中的2.0mM Li3[Fe（CN）6]和2.0mM Li4[Fe（CN）6]的CV曲线；（h）Ψ值与ν-1/2的关系图 通过阳离子交换策略，分别从K4[Fe（CN）6]和K3[Fe（CN）6]制备了Li4[Fe（CN）6]和Li3[Fe（CN）6]，产率接近100%（图1a）。经过真空冷冻干燥处理以去除水分后，得到的Li4[Fe（CN）6]和Li3[Fe（CN）6]粉末，分别为浅绿色和橙色（图1b），相应的水溶液分别变为浅黄色和深黄色（图1c）。通过火焰反应（图1d）和沉淀实验，分别向获得的Li4[Fe（CN）6]溶液中加入Na3Co（NO2）6和Na2CO3，证明了阳离子交换的完成，证实了溶液中没有K+。随后，使用紫外–可见（UV-Vis）光谱法测量了Li4[Fe（CN）6]和Li3[Fe（CN）6]的溶解度，结果表明，Li4[Fe（CN）6]的溶解度为2.32 M（62.2 Ah/L），远高于Na4[Fe（CN）6]（0.56 M，15.0 Ah/L）和K4[Fe（CN）6]（0.76 M、20.4

第一作者：刘旭 通讯作者：何刚 通讯单位：西安交通大学 成果简介 水系有机氧化还原液流电池（AORFBs）被认为有前景的大规模长时储能（LDES）技术。鉴于未修饰紫精共轭结构差和自由基不稳定的固有缺陷，严重限制了其在AORFB中的技术应用。本文通过间位改性策略，成功制备了一类新型含硫紫精[(NPr)2SV]Cl4，其水溶解度提升至2.39 M。其平面锁定构型（0.14°）有效调节了分子间的π-π相互作用，并抑制了氧活性。因此，所构建的水系有机氧化还原液流电池（AORFB）在超过2500次循环中的稳定性是对位取代[(NPr)2TV]Cl4的4.1倍。此外，0.5 M的电池在200次循环中展现出令人瞩目的99.83%容量保持率。 相关成果以“Meta-substituted thienoviologen with enhanced radical stability via π-π interaction modulation for neutral aqueous organic flow batteries”为题发表在Energy Storage Materials上。  感谢西安交通大学刘旭博士（第一作者）校稿！ 本文所用 一体化液流单电池测试系统（YTH-1） 由武汉之升新能源有限公司提供 汇聚液流电池科研人员超1000人 长按识别下方二维码，邀请进群 （备注：单位名称姓名电话、进群） 研究背景 紫精衍生物（RV2+）因其结构易于调控及卓越的电化学性能，已成为中性水系有机液流电池（AORFB）负极电解质材料的研究焦点。从分子设计层面看，RV2+存在多种改性途径。例如，通过末端N–烷基化引入亲水基团，可有效提升水溶性。然而，共轭结构弱及自由基不稳定性等缺陷，严重制约了其在AORFB中的应用。前期研究揭示，邻位与对位改性策可以优化RV2+的共轭性能及自由基稳定性。如：邻位改性通过在联吡啶上添加四个甲基，合成了棒状磺酸根紫精[(SPr)2V]，增大了分子空间位阻，有效保护了自由基；对位改性则通过引入噻唑并噻唑、苯基等π共轭基团，调整了电子云密度并降低了电位差，如[(NPr)2TTz]Cl4、[APBPy]Cl4、[(NPr)2EV]Cl4。尽管这些改性策略在一定程度上缓解了上述问题，但也引发了新挑战，如供电子基团导致的水溶性及体积能量密度下降，以及联吡啶旋转可能引发的分子结构变形。因此，如何平衡紫精衍生物的水溶性与化学结构稳定性，成为开发高性能紫精电解质材料的关键难题。 值得注意的是，Scherman等人发现，π-二聚化能有效抑制自由基与溶解氧的反应活性。因此，合理调控π-π相互作用有望增强分子构象稳定性及AORFB的电池性能。近年来，科研人员采用间位改性策略，将S、Se、Te等主族元素与RV2+结合，设计并合成了含主族元素的五元杂环紫精（EV2+）。此策略实现了吡啶环平面构象的锁定，显著提高了分子骨架的电子云密度及电子转移效率。特别是S原子，其电负性及拉电子能力较C原子更强，且含硫化合物具有高电子迁移率、优异的导电性及电化学性能。因此，通过间位改性将S原子引入紫精框架，形成π-π堆积，进一步调整了电子云分布。 基于前期研究，本工作成功设计并合成了高度水溶的间位改性含硫紫精([(NPr)2SV]Cl4)。该策略有效锁定了紫精的平面构象，减小了二面角并增强了芳香性，从而精确调控了分子间的π-π相互作用。这一特性通过理论模拟、Materials Studio分析及线性离子阱质谱测试得到了充分验证。结合分子动力学模拟及紫外–可见光谱技术，揭示了π-π堆积对分子构象及自由基稳定性的作用机理。当与正极电解质材料二茂铁匹配时，间位[(NPr)2SV]Cl4基全电池的性能优于对位[(NPr)2TV]Cl4，容量保持率提高了4.1倍。本工作首次提出间位改性策略调控紫精分子间π-π相互作用，不仅为稳定紫精阳离子自由基提供了新视角，也推动了高性能中性AORFB储能技术的发展。   核心内容 1. 合成与结构表征 方案1 间位取代含硫紫精的设计策略和合成路线 设计的含硫紫精是通过两步法高效制备的，如方案1所示。图1a显示引入S原子明显改变了[(NPr)2SV]Cl4中吡啶鎓环上质子的化学位移、类型和数量，导致βH共振的低场位移从8.61 ppm变到9.16 ppm，αH从双峰组（9.18 ppm）明显分裂为单峰组（10.06 ppm）和另一个双峰组（9.25 ppm），这是由于p-π共轭作用和联吡啶骨架上电子密度的增加。相反，对于[(NPr)2TV]Cl4，αH和βH都表现出高场位移，这归因于噻吩离域电子云的供电子效应。这种间位取代紫精的水溶性明显超过了其他邻位和对位取代的紫精衍生物，如图1b所示，例如(SPr)2V为1.1 M，[(NPr)2TV]Cl4为1.36 M。以上主要归因于硫原子的引入，与供电子基团的噻吩和甲基相比，硫原子增强了分子极性。 图1. 间位改性含硫紫精电解质材料的物理化学以及电化学性能  2. 电化学性能表征 采用循环伏安法（CV），系统地表征了间位改性含硫紫精衍生物的氧化还原特性。其中，未修饰的普通紫精[(NPr)2V]Cl4、间位改性[(NPr)2SV]Cl4及对位改性[(NPr)2TV]Cl4均展现出清晰的双电子过程平台，但三者的氧化还原电位差异显著（见图1c）。具体而言，[(NPr)2V]Cl4的两步氧化还原电位分别定位于-0.34和-0.68 V，电位差为0.34