中国科大提出纳米胶束电解质新思路并用于高性能水系锌锰二次电池

然而,锌离子电池的寿命受到锌阳极不可逆电化学反应的严重限制,如析氢反应(HER)、“死锌”的持续积累以及不受控制的枝晶生长等。同时,以二氧化锰为正极材料代表的一系列锌离子电池普遍具有低的工作电压(<1.5V)和难以匹配锌阳极的电极容量。如何通过电解质的设计优化来调控锌电池的电化学性能是至关重要的问题。该...

...离子聚合物偶极矩——凝胶电解质中的关键角色,助力Ah级锌电池!

水系锌金属电池(AZMBs)具有锌金属材料丰富、生产成本低、本质安全、环境友好等优点。然而,它们固有的一些问题,如正极材料的不可逆结构转变和显著溶解、锌负极上的枝晶生长和腐蚀反应以及电解质的有限电化学稳定窗口(ESW)。因此,为了克服这些问题,研究者们探索了一系列策略。两性离子聚合物含有带正电和负电的基团,可以...

??过程所/BNL/上交PNAS:通过识别锌电池的最佳晶面抑制金属腐蚀

作者发现,虽然单晶(002)晶面锌电极确实具有最高的临界电流密度,但具有垂直排列沉积物的(100)晶面电极在抑制锌金属腐蚀方面最为重要,而且由于(100)晶面电极的电化学表面积最小,因此具有最佳的可逆性。这种对结构-性能关系的基本认识可能会为先进电池材料的设计带来突破。图1.单晶锌的不同晶面总之,该工作展示了结...

水系锌金属电池的人工保护层研究取得重要进展—新闻—科学网

近日,华南师范大学化学学院教授兰亚乾团队在国家自然科学基金等项目的支持下,在水系锌金属电池的人工保护层研究锌离子传输机制以抑制水系锌离子电池的枝晶生长和析氢反应领域方面取得重要进展。相关成果发表于《德国应用化学》(AngewandteChemieInternationalEdition)。水系锌离子电池的出现和发展为解决能源危机与环境污染...

化学科学与工程学院刘明贤团队关于锌-有机电池中非金属离子存储...

电荷载体是影响锌-有机电池氧化还原动力学和电化学性能的关键因素之一。由于较大水合离子尺寸和高去溶剂化能垒,金属Zn2+电荷载体面临界面反应动力学迟缓问题,其循环充放电过程中反复嵌插也容易破坏电极结构。H+、NH4+等电荷载体因离子半径小、质量轻,具有低去溶剂化能垒和快速离子迁移动力学,对锌-有机电池性能提升...

...性/高强度双层凝胶电解质赋能超柔无枝晶的纤维状水系锌金属电池

纤维状柔性锌离子电池(FAZIBs)具有安全性高、重量轻、体积小、弯曲自由度高以及编织性好等优势,成为柔性可穿戴电子器件供能器件的非常有前途的选择(www.e993.com)2024年11月23日。然而,由于金属锌负极在剥离和弯曲过程造成的纤维状电极与电解质之间的界面分离将严重降低活性材料的利用率。此外,在弯曲下,电场会发生不均匀的分布,导致锌枝晶在...

稀土锌合金层的自发晶粒细化效应实现高稳定锌电池 | NSR

低成本水系锌金属电池在电网储能系统中具有广阔的应用前景。然而,锌金属负极中无序的枝晶生长和严重的副反应阻碍了其实际应用。锌金属的多晶特性会影响负极表面的晶核生长规律和热力学特性,但现有研究通常仅关注锌晶粒的晶面取向问题,忽略了晶粒尺寸和晶界特性的影响。因此,迫切需要从微观层面多角度分析锌金属负极的成...

《ACS Nano》山东大学钱钊/杨剑:水凝胶电解质在锌离子电池中的...

首先,文章概述了Zn负极存在的主要障碍,例如副反应、枝晶生长和自腐蚀。随后,讨论了凝胶电解质关键特性,包括锌离子电导率、与Zn负极的结合力、机械性能和电化学稳定性。之后,介绍了凝胶电解质对锌负极的稳定作用以及研究进展,以阐明凝胶电解质对副反应抑制作用和界面稳定性。此外,还介绍了凝胶电解质的多功能性,例如...

中国科大在水系锌电池研究中取得重要进展

论文中设计了一种稳定的金属/金属-锌合金异质结界面层,实现了大面容量(200mAh/cm2)下无锌枝晶的稳定沉积和溶解反应以及高达274Wh/kg的锌溴电池能量密度。另外,大容量锌溴电池展示出优异的循环稳定性,电池模组与光伏面板集成展示了其对可再生能源的存储能力。

...晶面定向沉积应用于长寿命锌离子电池的设计,研究成果发表于...

由于具有安全性高、成本低、能量密度/功率密度高、环境友好等优点,水系锌离子电池在新型可充电电池中极具竞争力。然而,锌金属负极面临无序的枝晶生长和严重的界面寄生反应(锌金属腐蚀和析氢),严重阻碍了电池的循环寿命。通过有机-无机复合材料保护锌负极是一种有效的策略,但较厚的有机疏水层导致离子传输缓慢,限制了...