氯离子电池是一种新型的可充电电池系统，其运行原理类似于锂离子电池，其中氯离子作为载流子在电极之间穿梭。氯离子电池具有高达约1100 Wh kg⁻¹和2500 Wh L⁻¹的理论能量密度。得益于氯元素的丰富性，氯离子电池也具有较大的成本优势，因此在电化学储能领域有较大的应用前景。

然而，大多数已报道的氯离子电池只能使用昂贵的锂金属作为负极。因此，设计新的电解质以支持低成本和兼容的负极材料仍然是氯离子电池发展的主要挑战。铝在地壳中的存量丰富、分布广泛；同时铝金属的电位相对较低和体积比容量较高，是一种理想负极材料。将铝金属负极与氧氯化铁正极匹配有望构建高性能和低成本氯离子电池。

近日，悉尼科技大学汪国秀教授、巴伊兰大学Doron Aurbach教授和清华大学深圳研究生院周栋助理教授（共同通讯）合作，报道了一种合理设计的聚阳离子固态电解质，首次实现了低成本铝金属负极在室温氯离子电池中的应用。

通过将1-烯丙基-3-甲基咪唑阳离子原位热聚合制备了这种聚阳离子固态电解质。与离子液体电解质相比，这种聚阳离子固态电解质表现出增强的空气稳定性、不可燃和无泄漏等特性。

理论模拟和谱学表征证明，这种聚阳离子固态电解质中的离子配位结构得到了有效改善，不仅能提高离子电导率和作为载流子的阴离子的离子迁移数，而且还形成了稳定的电极|电解质界面，抑制了铝金属负极的枝晶生长和氧氯化铁正极的分解，从而显著增强了电极反应的可逆性。

得益于这种聚阳离子固态电解质，这种低成本的氯离子电池具有较高的比容量和较长的循环寿命。该工作为开发高能量、长寿命和低成本的氯离子电池提供了一个有前景的方向。