近日，廣東省科學(xué)院化工研究所研究員曾煒團隊開發(fā)出具有超長循環(huán)壽命的柔性準(zhǔn)固態(tài)堿性鋅電池。相關(guān)研究發(fā)表于Surfaces and Interfaces。曾煒為該論文通訊作者，郭欣穎為第一作者。
 

　　隨著便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車的快速發(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，成為學(xué)界研究熱點。然而，鎳鋅電池的實際應(yīng)用還存在著結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和循環(huán)穩(wěn)定性差等問題。因此，設(shè)計和構(gòu)造具有優(yōu)良結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)活性的鎳基正極材料至關(guān)重要。
 

柔性準(zhǔn)固態(tài)堿性鋅電池的制備過程。研究團隊 供圖
 

　　研究人員通過簡易浸泡導(dǎo)電聚合物封裝二硫化三鎳空心納米棒結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高性能正極材料。浸泡導(dǎo)電聚合物涂層不僅可以為二硫化三鎳納米棒提供附著力，防止二硫化三鎳在循環(huán)過程中從基底上脫落，還可以通過完整的導(dǎo)電途徑促進電子轉(zhuǎn)移。
 

　　此外，還設(shè)計了具有雙網(wǎng)多孔結(jié)構(gòu)的凝膠電解質(zhì)，采用海藻酸鈉對Zn2+的結(jié)合可以有效降低Zn2+溶解鞘中結(jié)合水分子的活性，抑制副反應(yīng)和枝晶的產(chǎn)生，實現(xiàn)鋅離子的均勻沉積，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
 

　　該柔性準(zhǔn)固態(tài)電池具有良好的可逆性，在8 mA cm-2時表現(xiàn)出1.06 mAh cm-2(276.04 mAh g-1)的高比容量。該電池還表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能為93.72%，在30 mA cm-2具有10000次以上的超長循環(huán)穩(wěn)定性，容量保持率達88.96%。
 

　　據(jù)了解，該柔性準(zhǔn)固態(tài)電池可應(yīng)用于柔性電子設(shè)備，進一步拓寬了堿性鋅電池的應(yīng)用領(lǐng)域。
 

　　上述研究得到國家自然科學(xué)基金、廣東省科學(xué)院建設(shè)國內(nèi)一流研究機構(gòu)行動專項資金等項目資助。