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                  人才培養
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                  能動學院本科生開發出高性能鋅離子電池
                  點擊數: 次 發布時間:2022-04-14 作者:能源與動力學院 來源:

                  在二次電池領域,鋅離子電池具有高能量密度、放電過程安全、電池材料無毒廉價、制備工藝簡單等優點, 使其在儲能領域具有很高的發展前景。近年來鋅離子電池的鋅負極和電解液的研究已經取得一定的進展,但水系鋅離子電池在正極和電解液方面仍然面臨著巨大的挑戰。特別是鋅離子電池正極材料選擇方面,人們欲尋求一種結構穩定、能容納大量鋅離子的空穴結構以望實現電池高容量,在電解液方面,人們也在探索加入何種鋅鹽可實現電解液的高穩定性,使循環壽命提高。

                  近日,大連理工大學能源與動力學院3名本科生曹明洋,何思源,于金瀛,在2020年大學生創新創業訓練計劃項目支持下,通過能源與動力學院李明強副教授的指導,經過反復數十組對比實驗,最終設計出一款新型水系鋅離子電池,并在國際期刊Journal of Physics and Chemistry of Solids發表題為 “ The construction of a new type of rechargeable Zn2+ aqueous ion battery ” 的研究論文。

                  與國內外其它鋅離子電池相比,該團隊制作的2-甲基咪唑水系鋅離子電池更安全、更穩定、壽命更長。由于2-甲基咪唑的存在,不僅保證結構骨架的穩定性,加速離子的通過,還作為廉價有機配體抑制了鋅枝晶的生長,使得電池系統有較低較穩定的開路電壓,其高穩定性允許維持良好的密封性條件下1450次循環而不會出現明顯的容量衰減。


                  與傳統水系鋅離子電池相比,正極活性物質增加了普魯士藍,且發現普魯士藍與二氧化錳在電池充放電過程中時發生反應轉變為鐵氰化物Zn3 [Fe(CN)6] 2Mn3 [Fe(CN)6] 2 ,在該電池充放電過程中可提供穩定的330 mAh/g充放電容量。此類生成物有較高穩定性使得電池擁有高性能、高穩定性及長壽命的特點,且制造成本相對較低,未來有望在大規模低成本高效能儲能、動力電源系統等領域得到廣泛應用。


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