我课题组与周继升教授团队开展合作，首次利用Cl⁻插层CoFe-LDH作为正极材料、金属锂箔做负极、离子液体做电解液，制备了氯离子二次电池。该电池表现出优异的能量储存性能：首次放电容量为239.3 mAh g⁻¹，在循环100次后，可逆容量稳定在~160 mAh g⁻¹。利用XAFS、XPS、STEM-EELS等表征手段，证明了该电池的储能机理为LDH层间氯离子的嵌入/脱出，伴随着层板上Co和Fe发生可逆的氧化还原反应。该过程具有离子储存容量高、可逆性好、体积变化小等特点（约3%）。理论计算表明LDH是一种优良的Cl⁻离子传导体，Cl⁻离子在LDH层间具有很低的扩散能垒（0.12−0.25 eV）。由于该类电池中能量存储是基于Cl⁻离子在正负极之间的穿梭，因此避免了金属枝晶的生成，具有较高的安全性。此外，考虑到含氯正极材料的来源十分广泛，海水、矿产、盐湖等均含有丰富的氯资源，该类电池在大规模、低成本储能领域具有广阔的应用前景。相关研究结果近期发表于Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201900983)，论文第一作者为北京化工大学博士生尹青。