- 南开大学研发全新正极材料及电解液 提升水系锌电池性能
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文章来源:天津日报
近日,南开大学化学学院博士研究生张宁针对水系锌离子电池设计出全新正极材料及电解液,首次将阳离子缺陷型锌锰氧化物用于正极,同时首次使用高浓度大阴离子电解液三氟甲烷磺酸锌,使得锌离子电池的效能、安全性、稳定性等均有大幅提升和改进,相关科研成果发表在材料与化学类龙头期刊《美国化学会志》,该成果现已申请专利。
张宁介绍,锂离子电池已经广泛应用于人们的生产生活中,然而由于锂离子在正负极间穿梭脱嵌,易在负极表面形成针状金属锂即锂枝晶,从而刺穿隔膜造成内短路,加上易燃有机电解液的使用大大降低了锂电池的安全性。此外,锂资源短缺且分布不均匀使锂离子电池价格不断攀升,这些不利于其在大规模储能领域的应用。
张宁及其团队利用低温溶液法成功合成了阳离子缺陷型ZnMn2O4用作正极。该材料大大提升了锌离子电池的循环稳定性,循环500次后,容量保持率高达94。而现有碱性体系锌锰电池稳定性很差,循环寿命普遍低于50次,且容量衰减很快。这一材料,是首次应用于水系锌离子电池中。在电解液设计方面,三氟甲烷磺酸锌作为大阴离子结构的电解液,可以实现快速充电且能量零浪费。
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