西交王鹏飞/刘梦婷EnSM:双网络琼脂糖-聚丙烯酰胺凝胶电解质

如题所述

第1个回答  2024-04-17

挑战锌离子电池的瓶颈,西安交大团队的环保突破</


西安交通大学王鹏飞教授与刘梦婷博士等人,携手探索,致力于解决锌离子电池(AZIBs)发展中棘手的问题——枝晶生长和锌负极的副反应。他们研发出一项创新技术,通过双网络琼脂糖-聚丙烯酰胺(AG-PAM)凝胶电解质,为锌负极构建了一层环保的固态保护屏障。这一独特策略的关键在于,它能够促进[Zn(H2O)6]2+簇的脱溶,并通过精心设计的AG-PAM双网络水凝胶,实现锌离子的均匀分布,有效抑制不可逆副反应,促进锌金属的稳定沉积。


实验结果令人瞩目:AG-PAM/Zn||AG-PAM/Zn对称电池在1毫安/平方厘米的电流密度下,实现了超过3500小时的超长循环寿命,远远超越了传统锌电池的性能。进一步测试的AG-PAM/Zn||Zn0.09Mg0.09V2O5全电池在1安培/克的条件下,经过250次循环后,仍保持容量高达240.8毫安时/克,显示出显著的循环稳定性,对比裸锌电池的迅速衰减,这无疑是电池性能的一大跃进。


创新凝胶的力量:亲水AG-PAM的魔法</


AG-PAM凝胶的亲水性使其成为理想的界面层,其与锌离子的强相互作用使得Zn2+能通过选择性通道高效迁移,确保锌金属的均匀沉积。同时,双网络保护层限制了自由水分子的扩散,从而有效抑制了那些可能导致电池性能下降的不可逆副反应。


这项突破性工作不仅为锌离子电池的实际应用提供了新的解决方案,也为固态电解质的设计与优化开辟了新的路径。王鹏飞与刘梦婷的研究团队通过创新的科技,再次证明了科学研究在推动能源技术进步中的重要角色。

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