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湖南家教:朱智强课题组在水系锌硫电池电解液假想领域失掉重要停顿

发表日期:2022-9-13 作者:长沙湖南大学家教网 电话:170-5118-4005

克日,湖南大学朱智强教授课题组在水系锌硫电池电解液假想领域失掉重要停顿,海内顶级期刊《AngewandtChemi线发表题为“BoostCathodActivitiandAnodeStabilofZn-SBatteriinAqueouMediaThroughCosolvent-CatalystSynergi研究论文。

高性能储能技术的生长对处置惩罚面前能源和环境求助紧急至关重要。水系锌离子电池因其资源丰富、环保、保险可靠等利益备受存眷。但是,目前水系锌离子电池重要凭借于容量较低的嵌入型正极材料,能量密度普遍较低。基于转化反应机制的硫正极具有实际比容量高、老本价格低等优点,刚好可以或许弥补水系锌离子电池能量密度有余的优势。是以,水系锌硫电池被认为是一种很有前景的大规模储能技术。但在水相系统中硫阴极的固固转化反应动力学非常缓慢,且存在不可逆的界面副反应,锌阳极也存在重大的析氢副反应和枝晶生长等问题,严重妨碍了锌硫电池的实际利用。

朱智强教授课题组以三氟甲基磺酸锌为锌盐,四乙二醇二甲醚(G4和水作为助溶剂,碘作为增加剂,基于助溶剂-催化剂协同效应成长了一种具有普适性的鸡尾酒优化”电解液策略以针对性的处置惩罚水系锌硫电池所面临的成绩。本文设想的鸡尾酒优化”电解体系为2MZnOTF2+0.15wt%I2in40%volG4/water个中G4作为共溶剂具有比水更高的亲硫性,不仅可以或许改善电解液对硫阴极的润湿性,前进界面电荷传输,还可以或许故障硫阴极与水的直接打仗,抑制界面副反应。别的,G4-I2协同传染感动可以或许激活高效的极性I3?/I?催化剂,促进硫的转化反应动力学。另一方面,具有氧化性I3?聚阴离子在循环过程中会促进ZnOTF2盐的分化,并在锌阳极详情原位形成一层稳定的无机-无机杂化固体电解质界面膜,进而大幅汲引锌阳极的循环稳定性。是以,设想的鸡尾酒优化”电解液可以或许全面汲引锌硫电池的电化学机能。同时,该电解液的假想策略也可以推广到其他醚/水混同电解质(如:乙二醇二甲醚/水,二乙二醇二甲醚/水)显现了鸡尾酒优化”电解质设计策略的普遍性。该使命为敦促水系锌硫电池电解液的底子钻研的生长做出了重要进献。

鸡尾酒优化”电解液助溶剂-催化剂协同效应汲引锌硫电池性能默示图。

湖南大学化学化工学院朱智强教授、颜子超助理教授,湘潭大学化学学院刘黎教授是该工作的共同通讯作者,湖南大学为第一通讯单位。博士研究生阳敏为文章第一作者。该工作的重要独做者尚有湖南工业大学理学院肖金博士,澳洲卧龙岗大学王云晓高档研究员。该工作得到国家造作科学基金、湖南省造作科学基金和湖南省研究生科研创新名目的撑持。