【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所能源催化轉(zhuǎn)化全國重點實驗室動力電池與系統(tǒng)研究部(DNL29)陳忠偉院士、竇浩楨副研究員團(tuán)隊在水系鋅離子電池(ZIBs)領(lǐng)域取得新進(jìn)展。團(tuán)隊開發(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)和樹枝狀晶體生長問題，為高性能水系鋅離子電池的實際應(yīng)用提供了新思路。
 

　　水系鋅離子電池因其在電網(wǎng)儲能中的重要潛力而備受關(guān)注，但鋅負(fù)極長期面臨副反應(yīng)和鋅枝晶生長的問題，主要原因是缺乏適當(dāng)?shù)墓虘B(tài)電解質(zhì)界面層(SEI)。為解決這一問題，團(tuán)隊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，通過合理設(shè)計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)建了具有明顯有機富集上層和無機富集內(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。
 

　　研究表明，Zn//Zn對稱電池在100mA/cm2下穩(wěn)定循環(huán)超過400小時，在50mA/cm2下可循環(huán)1300小時，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小時的高可逆性。團(tuán)隊驗證了該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。該工作得到中國科學(xué)院B類先導(dǎo)專項“能源電催化的動態(tài)解析與智能設(shè)計”、榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院聯(lián)合基金等項目的資助。