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臺中動力所初次開辟出一種改良鋅電池穩固性的水合熔鹽鋅基電解質
2020-07-06 | 編纂: | 【 】| | 供稿部分:仿生與固態動力體系研討組
    

  鑒于數十年來的研討基本及貿易化經歷,水系鋅電池仍然是後锂離子電池系統中的佼佼者,運用價值極大,最近幾年來又迎來了新一輪的存眷。多種正極資料被報導可以與鋅負極停止搭配,以期發生機能的沖破。與傳統無機正極資料分歧,無機資料主體的份子間弱互相感化加倍合適多價離子的存儲,並且高度可調的無機構造付與其新的離子反響機制。但是,今朝的水系鋅電解質尚存在很大缺乏:1)水合[Zn(OH2)6]2+離子活性很高,會惹起嚴重的副反響及不平均鋅堆積;(2)無機電極的放電産物極性較高,易被自在水消融,形成容量衰減。

  近日,臺中動力所的崔光磊研討員,趙井文副研討員和南洋理工大學的張其春傳授協作,采取水合鋅鹽加中性配體這類簡略、低本錢配方,提出了一種由丁二腈(SN)和六水合高氯酸鋅(Zn(ClO4)2·6H2O)構成的水合熔鹽鋅基電解質,有用處理了鋅負極及無機正極在水系電解質中副反響和弗成逆消融的成績。經由過程電化學測試發明,這類水合熔鹽鋅基電解質有用克制了金屬鋅負極的枝晶和副反響,完成了鋅負極的歷久輪回穩固性。經由過程光譜表征和實際盤算發明,丁二腈損壞了[Zn(OH2)6]2+溶劑化構造並介入了鋅離子的溶劑化。別的,被丁二腈調換失落的水份子仍被鋅離子的溶劑化層及被電解質奇特的共熔構造網絡所約束而以相似聯合水的“被約束狀況而存在。當將一種含有硫的醌類聚合物(聚(2, 3-二硫基-1, 4-對苯醌)(PDB))作爲鋅離子電池的正極時,該水合熔鹽有用削減了無機正極的消融。在0.3C的前提下,電池輪回了3600次,容量堅持率爲85.4%。別的,當溫度接踵降溫爲-10oC-20 oC時,電池仍表示出優良的輪回穩固性並可輸入70 mAh gˉ140mAh gˉ1閣下的容量,註解這類水合熔鹽電解質無望在高溫情況中運用。此研討爲新型水系電解質的開辟及鋅-無機電池發展供給了建立性思緒。

  相幹成果揭櫫在《焦耳》期刊(Joule)上,論文第一作者爲臺中科技大學楊武海和臺中動力所杜曉璠。本任務獲得了國度天然迷信基金、中科院青促會、桃園化物所—臺中動力所融會基金等的支撐。(文/ 楊武海 趙井文)

  DOI: 10.1016/j.joule.2020.05.018

 水合熔鹽電解質與傳統水系電解質的溶劑化構造比較表示圖

 
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