随着风能、太阳能等新能源应用的推广及电动汽车的普及,现有锂离子电池技术的能量密度、安全性及成本已逐渐不能满足市场需求。开发具有更高高能量密度的新型储能系统,且同时兼顾安全性与低成本是未来储能电池的发展方向。由能斯特方程可知,电极氧化还原对的氧化还原电位计及电子转移数同时决定了电池的能量密度,因此探索具备高电压、多电子转移的电化学可逆反应是实现上述新型储能系统的可靠途径。锌离子电池是一类使用金属Zn作为负极,具有较高的比容量(820 m Ah g^-1)和相对负的氧化还原电势（-0.763 V）的储能体系。此外,金属锌成本低廉,环境友好以及和水兼容的性质使得其在商业化特别是水系电池的领域受到人们广泛重视。目前,嵌入式锌离子电池正极材料是国内外研究的热点,然而嵌入式电极材料存在着材料结构不稳定,嵌入/脱出过程阻力大等问题导致电池性能不够理想。因此,开发低成本,高容量,稳定性好的新型锌离子电池势在必行。近年来,基于卤素转化反应的金属-卤素电池受到人们的关注,这是由于卤素成本低,容量高以及转化速率快。但是传统的X/X₂转化不能充分地利用金属负极的高能量密度优势。本文在传统的X/X₂转化反应基础上首先设计了一种新型I₂?I⁺转化反应,通过电解液调控,引入I⁺稳定剂等手段,有效地抑制了高价碘的水解,实现了4电子转移的水系锌碘电池。相对于传统2电子锌碘电池,其容量和能量密度都有显著提高。实验表征和电解液理论模型揭示出在Zn Cl₂-Li Cl-AN（Acetonitrile）水系电解液中,受限的自由水活度和丰富的自由Cl^-离子对于活化I₂/I⁺反应起到关键作用。该电解液同样能够有效地抑制锌负极的枝晶生长,使得电池能够循环6000次以上。得益于较高的工作电压（1.2 V和1.8 V）和比容量(594 m Ah g^-1),该电池实现了750 Wh kg^-1（基于正极活性物质）的能量密度,与其他储能体系相比,具有显著的优势。其次,基于阴离子嵌入石墨反应的高电位,我们将其和锌负极匹配,设计了一种锌系双离子电池,正极和负极均为廉价易得的材料,电化学和XRD表征证明了阴离子嵌入过程,该电池在有机体系和水系中分别实现了2.3 V和2.1 V的工作电压,具有广阔的应用前景。