理化所開發出梯度凝膠電解質
發布時間:2023.11.24        閱讀次數:

水系鋅離子電池(AZIBs)具有安全性高、價格低廉、體積能量密度高等特點,在未來大規模儲能應用中頗具潛力。然而,鋅負極面臨嚴重的腐蝕、析氫以及枝晶生長等問題,造成可逆性差、循環壽命短,阻礙了AZIBs的實際應用。因此,亟需開發離子遷移數高且與電極界面相容性好的新型電解質。?

近日,中國科學院理化技術研究所江雷/聞利平團隊設計并構筑了一種梯度準固態(凝膠)電解質(GHNs),可以同時實現鋅離子的高效選擇性傳輸與高穩定性的電解-電解質界面。研究表明,鋅負極表面原位形成的致密凝膠網絡,可以均勻化離子流,并能夠減少界面自由水比例,從而有效抑制電極界面處的枝晶生長與腐蝕。GHNs中不對稱分布的負電基團加速了鋅離子的體相傳輸,可以使Zn/Zn對稱電池穩定運行超過2400小時。同時,由GHNs組裝全電池分別實現了在高電壓和低溫條件下的穩定循環。此外,該研究還利用GHNs組裝了柔性軟包電池,表現出優異的抗彎折能力。這有望加速水系鋅離子電池的實用化發展。?

相關研究成果以Research Article的形式,發表在《先進材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到國家自然科學基金、中國博士后科學基金和中國科學院特別研究助理資助項目的支持。?


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