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    支春義團隊最新Nature子刊：ZIBs的貧水凝膠電解質(zhì)！
    來源： 時間：2023-08-07 10:55:30 瀏覽：1435次

     

    第一作者：Yanbo Wang

    通訊作者：支春義教授、金旭工程師

    通訊單位：香港城市大學(xué)、中國石油勘探開發(fā)研究院

    DOI: 10.1038/s41467-023-39634-8


    01

    研究背景

    鋅離子電池（ZIBs）具有較高的理論容量、安全性和可靠性，有廣泛的應(yīng)用前景。然而，寄生HER和電解液中Zn2+的不可逆損失會顯著降低ZIBs的庫侖效率和穩(wěn)定性。為獲得固態(tài)/準(zhǔn)固態(tài)ZIBs，開發(fā)了固體聚合物電解質(zhì)（SPE）和水凝膠電解質(zhì)（HPEs），但HPEs中存在大量的水，導(dǎo)致電化學(xué)穩(wěn)定性窗口狹窄。此外，HPEs不能從根本上消除負(fù)極的問題。由于其無液體特性和高化學(xué)穩(wěn)定性，SPE是實現(xiàn)高穩(wěn)定Zn負(fù)極和寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口的有前途的方法，但其具有低離子電導(dǎo)率并導(dǎo)致高阻抗?；诖?，香港城市大學(xué)支春義教授、中國石油勘探開發(fā)研究院金旭工程師等人開發(fā)了一種貧水凝膠電解質(zhì)，旨在平衡離子轉(zhuǎn)移、負(fù)極穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定窗口和電阻。


    02

    文章要點

    要點一：研究設(shè)計的水凝膠配備了分子潤滑機制，確保了離子的快速輸送，擴大了電化學(xué)穩(wěn)定性窗口和高度可逆的鋅電鍍/剝離。

    要點二：該電池在高電流和低電流下分別表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性和容量保持能力，實現(xiàn)優(yōu)異的粘附能力，滿足柔性器件的需求。

    要點三：該研究結(jié)果提供了一種準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)，它提供了接近傳統(tǒng)水凝膠的離子電導(dǎo)率，以及寬的電化學(xué)穩(wěn)定窗口和在Zn負(fù)極側(cè)優(yōu)越的副反應(yīng)抑制能力。


    03

    圖文展示

     圖1.水凝膠離子傳輸機制示意圖

    圖2. ZIG的合成路線以及FTIR表征

     圖3.不同電解質(zhì)的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口和Zn負(fù)極的穩(wěn)定性

    圖4.使用不同電解質(zhì)的Zn||Zn對稱電池的Zn負(fù)極形貌

     圖5.使用ZIG-20 wt%電解質(zhì)的Zn||MnHCF電池的電化學(xué)性能

     圖6.粘附力的表征

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    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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