鋅-碘電池是最有趣的電池類型之一,具有高能量密度和低毒性。然而,碘的低本征電導率以及在水性電解質中的高聚碘化物溶解度限制了具有高穩定性的高面積容量鋅碘電池的發展,特別是在低電流密度下。
在此,西安交通大學Kai Xi,丁書江教授提出了一種疏水性聚碘化物離子液體作為鋅離子電池陰極,它通過提供高出4個數量級的固有電導率和顯著降低的溶解度來成功激活碘氧化還原過程,從而抑制雙鍍鋅中的聚碘化物梭子-碘晶胞。
文章要點
1)通過對聚碘化物離子液體化學結構的分子工程,電子電導率可達3.4×10?3 S cm?1,庫侖效率高達98.2%。鋅-碘電池的面積容量可達到5.04 mAh cm?2,并在3.12 mAh cm?2下穩定運行990小時以上。
2)此外,基于聚碘離子液體陰極的激光劃片設計的柔性雙鍍型微電池在單電池和4×4集成電池中也表現出穩定的循環,可以以高穩定性的極性切換模型運行。
參考文獻
Hongyang Zhao, et al, Highly Electrically Conductive Polyiodide Ionic Liquid Cathode for High-Capacity Dual-Plating Zinc?Iodine Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2024
https://doi.org/10.1021/jacs.3c12695