中国科学院大连化学物理研究所研究员陈忠伟、副研究员窦浩桢团队在超低温水系锌离子电池方面获得新进展。团队提出双接连相电解液的概念,系统研究了电解液中水相-有机相接连互穿的纳米结构,架起了分子标准溶剂化壳与微观电池功能之间的桥梁,由其拼装的电池展现出超长的循环寿数和优异的低温功能。相关成果于10月25日
水系锌离子电池具有高安全、低成本、环境友好的技能优势,而且其寿数长、充电快、单位体积内的包括的能量适中,是最具有使用远景的新一代储能技能之一。但是,水系锌离子电池还面对电解液温域窄、电化学窗口窄、锌负极枝晶成长、电化学腐蚀和析氢反响等应战,因而导致其库伦功率低、循环寿数有限。电解液工程是有望处理以上问题的通用、高效的办法之一。
本作业中,团队开发的双接连相电解液具有彼此贯穿的水相和有机相,具有共同的有机溶剂、丰厚的溶剂化壳,以及含有阴离子的溶剂化壳,完成了快速的Zn2+离子搬迁及快速的脱溶剂动力学。该电解液不仅在-60°C的超低温下展现出超越4700小时的循环安稳性,室温下循环寿数更是达到了13000小时。此外,由其拼装的全电池在-60°C下超越1100个循环,容量坚持率为100%,而且在高载、贫电解液和有限Zn供给下安稳运转超越2000个循环。
该作业深化理解了杂化电解液的纳米结构,为规划高功能、低温电池的电解液供给了新的视角。