【新聞中心訊】近日，我校韓樹民教授和王利民教授課題組與美國俄勒岡州立大學(xué)紀(jì)秀磊教授課題組合作，利用ZnCl2在水中的高溶解度的特點(diǎn)，首次設(shè)計(jì)構(gòu)筑了ZnCl2水溶鹽支撐的新型Zn//V2O5電池，并實(shí)現(xiàn)了高容量和長循環(huán)壽命的ZB。相關(guān)研究成果近期在國際重要期刊《Advanced functional materials》上發(fā)表。
研究發(fā)現(xiàn)，ZnCl2水溶鹽電解液濃度的提高可以有效提高正極材料V基金屬氧化物的工作電壓、拓寬電化學(xué)窗口并抑制正極材料的溶解，顯著改善其電化學(xué)性能。當(dāng)ZnCl2電解液濃度從1 M增加到30m時，正極材料V基金屬氧化物的放電容量從296 mAh g–1增加到了496 mAh g–1，絕對電位提高了0.4 V；特別地，在50 mA g–1小電流密度下充/放電循環(huán)時，其100周容量保持率提高了6倍以上。
新能源汽車和可再生能源發(fā)電儲能技術(shù)的迅猛發(fā)展，對高安全性低成本電化學(xué)能量存儲系統(tǒng)（電池）提出了迫切需求。相比于有機(jī)溶液電解質(zhì)，水溶液電解質(zhì)不存在燃燒的風(fēng)險(xiǎn)，且具有價格低廉、無污染、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，在大規(guī)模儲能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在各種水系金屬離子電池中，水系鋅電池(ZB)因具有高能量密度、低成本和高安全性，被認(rèn)為是一類最具實(shí)際應(yīng)用的新型化學(xué)電源之一。ZB采用鋅金屬作為負(fù)極，陽離子缺陷型材料作為正極，主要包括Mn基或V基金屬氧化物、普魯士藍(lán)類似物和有機(jī)正極材料等，含Zn2+的近中性或弱酸性水性溶液作為電解液。目前ZB電池商業(yè)化應(yīng)用面臨的主要問題是在電化學(xué)循環(huán)過程中負(fù)極鋅金屬沉積/析出庫倫效率低和正極材料活性物質(zhì)溶解導(dǎo)致的容量迅速衰減。
（以上圖片由亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供）
該研究成果以材料學(xué)院張璐博士后為第一作者，韓樹民教授、王利民教授和紀(jì)秀磊教授為共同通訊作者。（編輯 蔡巧怡）
論文鏈接地址：https://doi.org/10.1002/adfm.201902653
