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    支春义团队最新Nature子刊:ZIBs的贫水凝胶电解质!
    来源: 时间:2023-08-07 10:55:30 浏览:1466次

     

    第一作者:Yanbo Wang

    通讯作者:支春义教授、金旭工程师

    通讯单位:香港城市大学、中国石油勘探开发研究院

    DOI: 10.1038/s41467-023-39634-8


    01

    研究背景

    锌离子电池(ZIBs)具有较高的理论容量、安全性和可靠性,有广泛的应用前景。然而,寄生HER和电解液中Zn2+的不可逆损失会显著降低ZIBs的库仑效率和稳定性。为获得固态/准固态ZIBs,开发了固体聚合物电解质(SPE)和水凝胶电解质(HPEs),但HPEs中存在大量的水,导致电化学稳定性窗口狭窄。此外,HPEs不能从根本上消除负极的问题。由于其无液体特性和高化学稳定性,SPE是实现高稳定Zn负极和宽电化学稳定窗口的有前途的方法,但其具有低离子电导率并导致高阻抗。基于此,香港城市大学支春义教授、中国石油勘探开发研究院金旭工程师等人开发了一种贫水凝胶电解质,旨在平衡离子转移、负极稳定性、电化学稳定窗口和电阻。


    02

    文章要点

    要点一:研究设计的水凝胶配备了分子润滑机制,确保了离子的快速输送,扩大了电化学稳定性窗口和高度可逆的锌电镀/剥离。

    要点二:该电池在高电流和低电流下分别表现出良好的循环稳定性和容量保持能力,实现优异的粘附能力,满足柔性器件的需求。

    要点三:该研究结果提供了一种准固态电解质,它提供了接近传统水凝胶的离子电导率,以及宽的电化学稳定窗口和在Zn负极侧优越的副反应抑制能力。


    03

    图文展示

     图1.水凝胶离子传输机制示意图

    图2. ZIG的合成路线以及FTIR表征

     图3.不同电解质的电化学稳定性窗口和Zn负极的稳定性

    图4.使用不同电解质的Zn||Zn对称电池的Zn负极形貌

     图5.使用ZIG-20 wt%电解质的Zn||MnHCF电池的电化学性能

     图6.粘附力的表征

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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