将电池循环从20次“刷新”到3600次!青岛能源所最新成果解决锌电池稳定性问题

青岛日报/青岛观/青报网   2020-07-06 20:30

将电池循环从20次“刷新”到3600次


青岛能源所最新成果解决锌电池稳定性问题


青岛日报/青岛观/青报网讯 青岛的科研院所再出“刷新”行业记录的研究成果。日前,中国科学院青岛生物能源与过程研究所与南洋理工大学“携手”,研发出了有效提升锌电池稳定性的水合熔盐锌基电解质,极大提升了水系“锌-有机”电池的可应用性和稳定性,实现了锌电池循环充电次数从不到20次到3600次的“跃升”。


20200706_1594031783_2112880444.jpg


▲水合熔盐电解质与传统水系电解质的溶剂化结构对比示意图。


在电池行业,锌电池既是当前应用的“主力”,也是未来被寄予厚望的重要能源载体。可以说,对锌电池性能进行“升级”是实现环保、低成本、循环充电方式的“快车道”。青岛能源所副研究员赵井文告诉记者,以我们常见的“1号电池”“5号电池”“7号电池”等为代表,传统的锌电池目前无法循环充电使用。而若能在锌电池中合理利用水系电解质,就有望通过低成本、高安全系数的方式,实现锌电池的循环充电功能。


锌电池要实现应用领域的重大突破,还有一项重要的研究是有机正极材料。赵井文介绍,目前,锌电池上使用的正极材料以金属材料为主,结构单一,应用范围有限;比较之下,有机正极材料的结构“可塑性强”,可对接的负极材料范围广,同时具备环保、低成本的优势。但有机材料易溶解于水、稳定性差的缺点也是限制其应用的主要“绊脚石”。在这种情况下,能将水系电解质和有机正极材料应用于一体的水系“锌-有机”电池倍受青睐。


要实现水系“锌-有机”电池的应用,就必须解决水系电解质与电池锌负极和有机正极稳定“共存”的问题。青岛能源所的研究成果采用水合锌盐加中性配体这一简单、低成本配方,解决了这一行业难题,将锌电池循环充电的次数大幅提升到了3600次,为新型水系电解质的开发及“锌-有机”电池发展提供了建设性思路。


该成果由青岛能源所研究员崔光磊、副研究员赵井文以及南洋理工大学教授张其春合作完成,已发表于国际能源旗舰期刊《焦耳》。


(记者 耿婷婷)