青島日報社/觀海新聞9月4日訊 日前,中國科學院青島生物能源與過程研究所在鋅/石墨雙離子電池領域取得重要進展,保證了鋅/石墨雙離子電池具有良好的倍率性能和安全性能。
石墨正極具有成本低、環境友好的特性,而鋅負極具有體積能量密度高、儲量豐富、鋅沉積/溶解過電位低等優點,因此結合鋅負極與石墨正極各自優點的鋅/石墨雙離子電池在電網規模儲能上具有良好的應用前景。
此前,青島能源所仿生與固態能源系統研究組的崔光磊和趙井文成功構建了基于鋅負極和石墨正極的鋅/石墨雙離子電池,具有良好的充放電和功率密度。然而,由于陰離子嵌入/脫出石墨的電位較高,導致電解質發生部分氧化分解,這限制了該電池的庫倫效率和循環壽命。
近日,該研究組解決了這一問題。研究組利用二價鋅離子易與陰離子形成締合離子對的特點,在電解質中通過引入具有強供電子能力的溶劑,將陰離子以締合離子對的形式“束縛”在溶劑化區域中,降低了氧化穩定性較差部分的濃度。
測試結果表明,這種調控策略可使鋅/石墨雙離子電池能在高截止電壓下充放電循環1000次。此外,引入溶劑后的電解質仍然保持較高的離子電導率,并具備阻燃性能,這也保證了鋅/石墨雙離子電池具有良好的倍率性能和安全性能。(青報全媒體記者 耿婷婷 通訊員 陳政)
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