發(fā)布日期:6/25/2024 1:08:00 PM

近日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所陳忠偉院士、副研究員竇浩楨團隊在柔性鋅-空氣電池方面取得新進(jìn)展。團隊受植物根系和血液循環(huán)系統的啟發(fā),構筑了一種安全、環(huán)境友好、具有多層級離子傳輸通道的單陰離子傳導固態(tài)電解質(zhì),由其組裝的柔性鋅-空氣電池展現出良好的電化學(xué)性能和超長(cháng)循環(huán)壽命。相關(guān)成果發(fā)表在《德國應用化學(xué)》上。

柔性鋅-空氣電池具有理論能量密度高、安全性好和成本低等優(yōu)勢,在智能可穿戴設備等領(lǐng)域具有廣闊應用前景,對其的應用關(guān)鍵在于設計安全、環(huán)保的固態(tài)電解質(zhì)。目前,常用的凝膠電解質(zhì)存在機械性能差的問(wèn)題,以及高腐蝕性溶液滲漏的風(fēng)險。陰離子交換膜可避免使用強腐蝕性溶液,但其保水率低、離子導電性差。

本工作中,團隊通過(guò)在功能化碳納米管和聚丙烯酰胺形成的骨架中,原位聚合具有單氫氧根離子傳導的雙陽(yáng)離子聚合物,構筑了多層級離子傳輸通道,賦予該電解質(zhì)良好的吸水保留率、超高的離子電導率、優(yōu)異的拉伸性和良好的鋅陽(yáng)極可逆性。團隊組裝的鋅-空氣電池具有764mAh/g的高比容量,峰值功率密度達到152mW/cm2,并保持了1050次循環(huán)(350h),展現出良好的循環(huán)穩定性。

該工作為氫氧根導體的設計提供了新思路,并拓寬了氫氧根導體的定義和范疇。

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