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綜合新聞

具有超長循環壽命的柔性準固態堿性鋅電池取得進展

發布時間:2023年05月09日

    隨著便攜式電子產品和電動汽車的快速發展,對具有多功能、高性能、高安全性電池的需求越來越大。堿性鎳鋅電池具有成本低、安全、理論容量高(820 mAh/g)和易于組裝等優點,成為學界研究熱點。然而,鎳鋅電池的實際應用還存在著結構不穩定和循環穩定性差等問題。因此,設計和構造具有優良結構穩定性和電化學活性的鎳基正極材料至關重要。

  近日,省科學院化工所曾煒科研團隊通過簡易浸泡導電聚合物(PEDOT:PSS)封裝Ni3S2空心納米棒結構實現高性能正極材料。PEDOT:PSS涂層不僅可以為Ni3S2納米棒提供附著力,防止Ni3S2在循環過程中從基底上脫落,還可以通過完整的導電途徑促進電子轉移(圖1)。此外,還設計了具有雙網多孔結構的凝膠電解質,采用海藻酸鈉對Zn2+的結合可以有效降低Zn2+溶解鞘中結合水分子的活性,抑制副反應和枝晶的產生,實現鋅離子的均勻沉積,提高電池的循環穩定性。
  
  圖1柔性準固態堿性鋅電池的制備過程
  從電化學性能測試圖2中可以看出所設計的電池有良好的可逆性。在8 mA cm-2時表現出1.06 mAh cm-2(276.04 mAh g-1)的高比容量。該電池還表現出優異的倍率性能為93.72%。在30 mA cm-2具有10000次以上的超長循環穩定性,容量保持率達88.96%。
  
  圖2柔性準固態堿性鋅電池性能表征及對比
  研究人員成功地構建了柔性準固態電池,可應用于柔性電子設備,進一步拓寬了堿性鋅電池的應用領域。
  相關研究成果近日在Surfaces and Interfaces(中科院二區,IF =6.137)上發表。省科學院化工所曾煒研究員為通訊作者,郭欣穎為第一作者。研究工作得到國家自然科學基金、廣東省科學院建設國內一流研究機構行動專項資金等項目資助。 
  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.102886
  (柔性傳感技術研究中心)
  
附件下載:
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