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清華大學&深圳大學Adv Mater:串聯催化促進高性能硫化聚丙烯腈鋅硫溶液電池
納米技術 納米 2024-12-11

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溶液Zn-S電池是一種高容量且價格優勢的能源存儲技術,但是溶液Zn-S電池的性能受制于多硫化物中間體的溶解性問題。

有鑒于此,清華大學深圳國際研究生院周光敏教授、深圳大學楊金龍助理教授等報道開發了一種可充電的串聯式溶液Zn-硫化聚丙烯腈SPAN(sulfurized polyacrylonitrile)可充電電池,含有H2O和四甘醇二甲醚G4(tetraglyme)和I2添加劑。

本文要點:

(1)

機理研究和實驗研究表征完全共軛的分子結構能夠促進多硫化物的溶解,并且通過多個氧化還原活性中心位點存儲H+/Zn2+。G4活化I2促進I-/I3-氧化還原對,降低活化能,加快Zn離子傳輸動力學。此外,能夠形成有機-無機界面穩定Zn陽極,促進形成(002)晶面。

(2)

構筑的Zn-SPAN電池具有優異的性能,在0.2 A g-1的容量達到1260.4 mAh g-1,5 A g-1倍率的容量達到409.3 mAh g-1,循環壽命達到2 A g-1倍率循環800圈容量保留81.8 %。

這項工作是有機硫化物與多電子轉移相結合實現高性能鋅離子溶液電池的重要發展。

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參考文獻

Hong Li, Mengtian Zhang, Zhiyang Zheng, Xinru Wu, Xiao Xiao, Zhihong Piao, Chuang Li, Yeyang Jia, Jinlong Yang, Guangmin Zhou, High‐Capacity and Long‐Life Aqueous Zn‐SPAN Batteries with Tandem Catalysis, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202409771

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202409771


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