【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所能源催化轉(zhuǎn)化全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)力電池與系統(tǒng)研究部(DNL29)陳忠偉院士、竇浩楨副研究員團(tuán)隊(duì)在水系鋅離子電池(ZIBs)領(lǐng)域取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種超薄分層固態(tài)電解質(zhì)界面(SEI)，有效解決了鋅負(fù)極在高電流密度和高深度放電(DOD)條件下的嚴(yán)重副反應(yīng)和樹(shù)枝狀晶體生長(zhǎng)問(wèn)題，為高性能水系鋅離子電池的實(shí)際應(yīng)用提供了新思路。
 

　　水系鋅離子電池因其在電網(wǎng)儲(chǔ)能中的重要潛力而備受關(guān)注，但鋅負(fù)極長(zhǎng)期面臨副反應(yīng)和鋅枝晶生長(zhǎng)的問(wèn)題，主要原因是缺乏適當(dāng)?shù)墓虘B(tài)電解質(zhì)界面層(SEI)。為解決這一問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)提出了一種利用雙反應(yīng)策略原位構(gòu)建超薄分層SEI的方法，通過(guò)合理設(shè)計(jì)一種適用于低濃度水系電解質(zhì)的功能性添加劑(CMIM)，利用自發(fā)的靜電配位反應(yīng)和電化學(xué)分解的協(xié)同作用，成功原位構(gòu)建了具有明顯有機(jī)富集上層和無(wú)機(jī)富集內(nèi)層的超薄分層SEI。這種SEI在小電流密度下作為“生長(zhǎng)粘結(jié)劑”，在高電流密度下作為“方向調(diào)節(jié)器”，顯著抑制了副反應(yīng)和鋅枝晶的生長(zhǎng)。
 

　　研究表明，Zn//Zn對(duì)稱電池在100mA/cm2下穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)400小時(shí)，在50mA/cm2下可循環(huán)1300小時(shí)，具有67.5Ah/cm2的累積鍍鋅容量。此外，鋅負(fù)極在85.4% DOD下表現(xiàn)出600小時(shí)的高可逆性。團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了該SEI在高負(fù)載條件下的Zn//PANI全電池和軟包電池中的性能，證明了其優(yōu)越性和實(shí)際應(yīng)用潛力。
 

　　相關(guān)研究成果以“In-Situ Solid Electrolyte Interface via Dual Reaction Strategy for Highly Reversible Zinc Anode”為題，于近日發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie-International Edition)上。該工作的第一作者是我所DNL29博士后徐霈雯。該工作得到中國(guó)科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)“能源電催化的動(dòng)態(tài)解析與智能設(shè)計(jì)”、榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院聯(lián)合基金等項(xiàng)目的資助。