來源:《中國科學(xué)報》第4版 綜合
發(fā)布時間:2024-11-06
本報訊(記者孫丹寧)中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員陳忠偉、副研究員竇浩楨團隊提出雙連續(xù)相電解液的概念,系統(tǒng)研究了電解液中水相-有機相連續(xù)互穿的納米結(jié)構(gòu),架起了分子尺度溶劑化殼與宏觀電池性能之間的橋梁。由團隊組裝的電池展現(xiàn)出超長的循環(huán)壽命和優(yōu)異的低溫性能。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《能源與環(huán)境科學(xué)》。
水系鋅離子電池具有高安全、低成本、環(huán)境友好的技術(shù)優(yōu)勢,并且壽命長、充電快、能量密度適中,是最具有應(yīng)用前景的新一代儲能技術(shù)之一。然而,水系鋅離子電池還面臨電解液溫域窄、電化學(xué)窗口窄、鋅負(fù)極枝晶生長等挑戰(zhàn),從而導(dǎo)致其庫侖效率低、循環(huán)壽命有限。電解液工程是有望解決上述問題的通用、高效的方法之一。
研究團隊開發(fā)的雙連續(xù)相電解液具有相互貫穿的水相和有機相,擁有獨特的有機溶劑、豐富的溶劑化殼,以及含有陰離子的溶劑化殼,實現(xiàn)了快速的Zn2+離子遷移及快速的脫溶劑動力學(xué)。該電解液不僅在-60℃的超低溫下展現(xiàn)出超過4700小時的循環(huán)穩(wěn)定性,室溫下循環(huán)壽命更是達(dá)到了1.3萬小時。此外,由其組裝的全電池在-60℃下運行超過1100個循環(huán),容量保持率為100%,并且在高載、貧電解液和有限Zn供應(yīng)下穩(wěn)定運行超過2000個循環(huán)。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1039/D4EE02815E
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