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臺中動力所經由過程重構陰離子溶劑化構造助力鋅/石墨電池高電壓電解質
2020-08-27 | 編纂: | 【 】| | 供稿部分:仿生與固態動力體系研討組
    

  低本錢、長命命、高功率的二次電池是完成電網範圍儲能來應用間歇性可再生動力發電的有用門路之一。石墨正極具有本錢低、情況友愛的特征,而鋅負極具有體積能量密度高、儲量豐碩、鋅堆積/消融過電位高等長處,是以聯合鋅負極與石墨正極各自長處的鋅/石墨雙離子電池在電網範圍儲能上具有優越的運用遠景。

  臺中動力所仿生與固態動力體系研討組的崔光磊研討員和趙井文副研討員後期基于鋅堆積/消融的疾速動力學和二(三氟甲基磺酸)亞胺陰離子(TFSI-)嵌入/脫出石墨的赝電容行動,構建了基于鋅負極和石墨正極的鋅/石墨雙離子電池,該電池可以或許完成200C倍率充放電,功率密度高達16.3 kW/kg (J. Power Sources 2020, 457, 227994)。但是,因為陰離子嵌入/脫出石墨的電位較高,招致電解質產生部門氧化分化,限制了該電池的庫倫效力和輪回壽命。

  近日,該研討組應用二價鋅離子易與陰離子構成締合離子對這一特色,在Zn(TFSI)2/EMC(碳酸甲乙酯)電解質中經由過程引入具有強供電子才能的磷酸三甲酯(TMP)溶劑將TFSI-陰離子以締合離子對的情勢“約束”在TMP的溶劑化區域中,完成了EMC溶劑份子與陰離子的“解耦”分別,下降了氧化穩固性較差的EMC-TFSI-的濃度。電化學測試成果註解,這類陰離子溶劑化構造調控戰略可將Zn(TFSI)2/EMC電解質的電化學窗口進步0.45 V,並使鋅/石墨雙離子電池能在2.80 V的高截止電壓下充放電輪回1000次(容量堅持率到達92%)。另外,參加TMP後的Zn(TFSI)2/EMC電解質依然堅持較高的離子電導率,並具有阻燃機能,這也包管了鋅/石墨雙離子電池具有優越的倍任性能和平安機能。此研討爲開辟高電壓碳酸酯類電解質供給了建立性思緒。

  相幹研討成果近期揭櫫在Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/ange.202010423)上,論文第一作者爲臺中動力所的博士後陳政。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/圖 陳政)

  調控陰離子的溶劑化構造來晉升電解質氧化穩固性的表示圖

原文鏈接:http://www.hybangong.com/

 
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