熔鹽鋁硫電池完全基于資源可持續的材料,由于其高倍率性能和適中的能量密度,有望用于大規模儲能;但工作溫度仍然很高,禁止其應用。
在這里,北京大學Quanquan Pang,武漢理工大學麥立強教授報告了一種快速充電鋁硫電池,使用溫和四元熔鹽電解質在 85 °C 的亞水沸點溫度下運行。
文章要點
1)四元堿金屬氯鋁酸鹽熔體具有豐富的電化學活性高階 Al-Cl 簇,但熔點較低,有助于快速 Al3+ 去溶劑化。氮功能化的多孔碳進一步介導硫反應,使電池具有快速充電能力和優異的循環穩定性,在1 C的充電速率下,1400次循環后容量保持率為85.4%。
2)證明了不對稱硫反應機制正如原位X射線吸收光譜所揭示的,涉及多硫化物中間體的形成,解釋了在這樣的溫度下的高反應動力學,其中通過使用水作為加熱介質可以大大簡化熱管理。
參考文獻
Meng, J., Hong, X., Xiao, Z. et al. Rapid-charging aluminium-sulfur batteries operated at 85?°C with a quaternary molten salt electrolyte. Nat Commun 15, 596 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44691-8