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2023-11-27
顆粒在線訊：水系鋅離子電池（AZIBs）具有安全性高、價(jià)格低廉、體積能量密度高等特點(diǎn)，在未來(lái)大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用中頗具潛力。然而，鋅負(fù)極面臨嚴(yán)重的腐蝕、析氫以及枝晶生長(zhǎng)等問(wèn)題，造成可逆性差、循環(huán)壽命短，阻礙了AZIBs的實(shí)際應(yīng)用。因此，亟需開(kāi)發(fā)離子遷移數(shù)高且與電極界面相容性好的新型電解質(zhì)。?
近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所江雷/聞利平團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了一種梯度準(zhǔn)固態(tài)（凝膠）電解質(zhì)（GHNs），可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)鋅離子的高效選擇性傳輸與高穩(wěn)定性的電解-電解質(zhì)界面。研究表明，鋅負(fù)極表面原位形成的致密凝膠網(wǎng)絡(luò)，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(zhǎng)與腐蝕。GHNs中不對(duì)稱分布的負(fù)電基團(tuán)加速了鋅離子的體相傳輸，可以使Zn/Zn對(duì)稱電池穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)2400小時(shí)。同時(shí)，由GHNs組裝全電池分別實(shí)現(xiàn)了在高電壓和低溫條件下的穩(wěn)定循環(huán)。此外，該研究還利用GHNs組裝了柔性軟包電池，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗彎折能力。這有望加速水系鋅離子電池的實(shí)用化發(fā)展。?
相關(guān)研究成果以Research Article的形式，發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院特別研究助理資助項(xiàng)目的支持。?
Zn/GHNs界面結(jié)構(gòu)及其離子傳輸路徑
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