隨著(zhù)便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展,對具有多功能、高性能、高安全性電池的需求越來(lái)越大。堿性鎳鋅電池具有成本低、安全、理論容量高(820 mAh/g)和易于組裝等優(yōu)點(diǎn),成為學(xué)界研究熱點(diǎn)。然而,鎳鋅電池的實(shí)際應用還存在著(zhù)結構不穩定和循環(huán)穩定性差等問(wèn)題。因此,設計和構造具有優(yōu)良結構穩定性和電化學(xué)活性的鎳基正極材料至關(guān)重要。
近日,省科學(xué)院化工所曾煒科研團隊通過(guò)簡(jiǎn)易浸泡導電聚合物(PEDOT:PSS)封裝Ni3S2空心納米棒結構實(shí)現高性能正極材料。PEDOT:PSS涂層不僅可以為Ni3S2納米棒提供附著(zhù)力,防止Ni3S2在循環(huán)過(guò)程中從基底上脫落,還可以通過(guò)完整的導電途徑促進(jìn)電子轉移(圖1)。此外,還設計了具有雙網(wǎng)多孔結構的凝膠電解質(zhì),采用海藻酸鈉對Zn2+的結合可以有效降低Zn2+溶解鞘中結合水分子的活性,抑制副反應和枝晶的產(chǎn)生,實(shí)現鋅離子的均勻沉積,提高電池的循環(huán)穩定性。
圖1柔性準固態(tài)堿性鋅電池的制備過(guò)程
從電化學(xué)性能測試圖2中可以看出所設計的電池有良好的可逆性。在8 mA cm-2時(shí)表現出1.06 mAh cm-2(276.04 mAh g-1)的高比容量。該電池還表現出優(yōu)異的倍率性能為93.72%。在30 mA cm-2具有10000次以上的超長(cháng)循環(huán)穩定性,容量保持率達88.96%。
圖2柔性準固態(tài)堿性鋅電池性能表征及對比
研究人員成功地構建了柔性準固態(tài)電池,可應用于柔性電子設備,進(jìn)一步拓寬了堿性鋅電池的應用領(lǐng)域。
相關(guān)研究成果近日在Surfaces and Interfaces(中科院二區,IF =6.137)上發(fā)表。省科學(xué)院化工所曾煒研究員為通訊作者,郭欣穎為第一作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、廣東省科學(xué)院建設國內一流研究機構行動(dòng)專(zhuān)項資金等項目資助。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.102886
(柔性傳感技術(shù)研究中心)