有机分子被证明是一种可以应用于锂离子液流电池中的且极具吸引力的材料。但是,与有机分子相比,科研工作者们显然对金属有机物更感兴趣,这主要是因为金属有机物的结构稳定。在有机分子中,我们以含有羰基的有机分子为例,这些分子的氧化还原机理通常涉及到化学键的断裂和生成,这些化学反应过程往往会导致不稳定的自由基生成。而这些自由基或许会引起副反应,因此在长期循环稳定方面,电池需要进一步的优化。但是,在金属有机物中,我们以过渡金属有机配合物为例,这些分子的氧化还原机理通常只涉及到中心原子的价态变化,并且这些分子在氧化态和还愿态之间转化的过程中没有中间产物生成。此外,金属有机物分子的电子轨道结构变化所需的活化能比有机分子低,并且金属有机物分子的氧化还原动力学常数比那些应用于锂离子液流电池中的有机分子和其他氧化还原电对至少高两个数量级。1.基于铁元素的有机配合物在锂离子液流电池的应用研究这里我们介绍了一种过渡金属配合物液态阴极,[Fe（bpy）₃]（BF₄）₂。这一液态阴极电对的氧化还原电压约为4V（vs Li/Li⁺）。当我们使用这一液态阴极与Li₄Ti₅O₁₂阳极构建全电池时,全电池展现了超过2.2 V的工作电压和较好的循环效率。据之前文献中所报导过的方式对电池进行组装,使用溶有[Fe（bpy）₃]（BF₄）₂的碳酸亚乙酯（EC）/碳酸二甲酯/（DMC）作为阴极电解液,一种锂离子导电陶瓷作为隔膜,商用的Li₄Ti₅O₁₂作为阳极。实验中的测试结果一致地证明了使用过渡金属有机配合物作为电活性材料在锂离子液流电池中应用的可行性。这一实验结果揭示了一条如何在电池中使用具有良好循环性能的过度金属配合物活性材料的通用方式。2.基于锌元素的低共熔混合物在锂离子液流电池中的应用研究发展基于新型化学机理的绿色电池是一项非常巨大的挑战,但这势必会成为未来大家几年关注的焦点。对于大规模能量存储技术而言,液流电池技术由于其独特的结构设计,正在激发越来越多科研工作者的兴趣。但是发展这项技术人面临诸多挑战,例如电池能量密度低、电解液的腐蚀性和毒性等等。这里我们使用储量丰富且价格低廉的原材料合成了一种绿色的阳极材料—锌低共融溶剂。这一液态阳极中,Zn²⁺具有极好的溶解度,可以达到6.25 M,其中可利用的电活性的Zn²⁺超过1.7 M,这使得电池可获得大约90 Ah·L^–1可逆的体积能量密度。同时,这一液态阳极具有很好的可逆性且氧化还原电压相对较低,约为–0.9 V vs.SHE。这一液态阳极为锌电池在大规模能量存储方面的研究提供一种新的探索方式。