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    支春義團隊Nat. Commun.：不對稱電解質助力鋅電池發展！
    來源： 時間：2023-06-21 10:00:48 瀏覽：2474次

    第一作者：Shengmei Chen、Yiran Ying和Longtao Ma

    通訊作者：支春義教授

    通訊單位：香港城市大學

    DOI: 10.1038/s41467-023-38492-8.




    研究背景

    可再充電水系鋅電池，其在實際應用中面臨的挑戰是水在負極側和正極側的矛盾問題：在陽極側，Zn腐蝕、析氫反應（HER）和枝晶生長都是源于Zn2+與水的相互吸引（形成[Zn(H2O)6]2+配位離子等）和Zn沉積的不均勻分布；在陰極側，H+插入和水“潤滑劑”效果對于實現高容量和優異的循環穩定性至關重要。利用有機電解質、水凝膠電解質、聚合物固體電解質等策略可以提高性能，但只能減輕而不能徹底阻止Zn降解，因為Zn/水界面基本上是熱力學不穩定的。基于此，香港城市大學支春義教授等人報道了一種由無機固態層和水凝膠層組成的鋅電池不對稱電解質，以同時滿足鋅負極和正極的要求。在組裝電池中，鋅負極面對不對稱電解質的固態PPF側，實現無枝晶，高可逆性；正極面向不對稱電解質的水凝膠側，利用水凝膠中的H2O和H+實現其全部容量。




    文章要點

    1、所研制的電解質在滿電池水平下，使用不對稱電解質的~5.5 mAh·cm2面積容量Zn//MnO2電池在1000次循環后可以提供高達92.4%的高容量保持率，每循環可達到99.9%的超高庫侖效率（CE）。

    2、該工作將為構建雙功能電解質提供一種智能解決方案，以滿足鋅電池陽極和陰極同時矛盾的要求。



    圖文展示


    圖1. Zn//MnO2和Zn//V2O5全電池使用水系和非水系電解質的性能


    圖2.不對稱電解質的制備與表征。

     

    圖3. PPFs衍生固體電解質層損耗效應的理論模擬與實驗分析

     

    圖4.具有不同電解質的Zn//Zn和Zn//Cu電池的電化學性能

     

    圖5. Zn//MnO2電池的電化學性能

     

    圖6. Zn//V2O5電池的電化學性能

    評論 / 文明上網理性發言
    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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