水系鋅離子電池因其在安全、成本和環(huán)保方面顯著的優(yōu)勢(shì)，成為一種極具發(fā)展前景的儲(chǔ)能設(shè)備。正極材料作為決定電池電化學(xué)性能的關(guān)鍵一環(huán)，近年來(lái)引起了廣泛的關(guān)注。具有長(zhǎng)π-電子共軛結(jié)構(gòu)和豐富活性位點(diǎn)的聚苯胺（PANI）具有高的導(dǎo)電性和離子遷移率，其作為正極材料在水系鋅離子電池中展現(xiàn)出良好的儲(chǔ)能能力。然而，PANI在電化學(xué)過(guò)程中存在明顯的去質(zhì)子化問(wèn)題，這嚴(yán)重影響了其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和氧化還原動(dòng)力學(xué)，導(dǎo)致有限的電化學(xué)性能。另外，鋅金屬負(fù)極一側(cè)鋅枝晶和副反應(yīng)及水系電解質(zhì)在低溫下凍結(jié)的問(wèn)題，也進(jìn)一步限制了電池的實(shí)際應(yīng)用前景。因此，探索一種簡(jiǎn)單的策略，協(xié)同增強(qiáng)鋅離子電池在寬溫度范圍的電化學(xué)性能具有重要意義。基于此，武培怡/焦玉聰研究團(tuán)隊(duì)提出了聚合物酸凝膠電解質(zhì)策略用于增強(qiáng)Zn/PANI電池在寬溫度范圍內(nèi)的電化學(xué)性能。聚合物酸上的豐富磺酸基團(tuán)不僅可以作為質(zhì)子庫(kù)在電化學(xué)過(guò)程中緩慢電離抑制PANI質(zhì)子化，還可以誘導(dǎo)Zn2+沿002晶面無(wú)枝晶沉積，同時(shí)增強(qiáng)PANI正極和Zn負(fù)極的穩(wěn)定性。另外，3M Zn(ClO4)2作為電解質(zhì)鹽增強(qiáng)了電池的抗凍性能。該工作所開(kāi)發(fā)的聚合物酸的凝膠電解質(zhì)為探索高性能的水系鋅離子電池系統(tǒng)提供了一種新的思路。圖1 質(zhì)子庫(kù)水凝膠增強(qiáng)電池性能機(jī)制示意圖圖2 相應(yīng)Zn/PANI電池在低溫下優(yōu)異的性能武培怡/焦玉聰團(tuán)隊(duì)今年在電池領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展了一些其它相關(guān)工作包括：Hofmeister效應(yīng)調(diào)控氫鍵改善電化學(xué)性能（Adv. Mater. 2022, 34, 2110140）；帶電功能官能團(tuán)調(diào)控Zn2+ 002晶面沉積抑制枝晶及副反應(yīng)（Adv. Sci. 2022, 9, 2104832）；兩性離子粘接劑調(diào)控多硫離子吸附（ACS Nano, 2022, 16, 8449）; DMSO添加劑調(diào)控水氫鍵及溶劑化結(jié)構(gòu)（Small 2021, 17, 2103195）；自適應(yīng)粘塑性的凝膠優(yōu)化界面（Nano Res. 2022, 15, 2030）。
文獻(xiàn)鏈接：Doudou Feng, Yucong Jiao* and Peiyi Wu*, Proton-Reservoir Hydrogel Electrolyte for Long-Term Cycling Zn/PANI Batteries in Wide Temperature Range, Angew. Chem. Int. Ed.
https://doi.org/10.1002/anie.202215060
參考資料：https://news.dhu.edu.cn/2022/1111/c6406a414027/page.htm
在線客服
快速發(fā)布
我的店鋪
我的化學(xué)加
我的消息
我要充值
回到頂部
