牺牲阳极

陶凯元&孙旦副教授概要:干流锌阳离子电池组中锌阴极遭遇的问题与解决思路

2022-10-19 10:57:19 147小编

【研究大背景】

节能环保,安全可靠,高效率,高能量密度的高分子锂离子器是今后节能环保产业发展产业发展发展的两个关键路径。近几年,干流锌阳离子电池组引发了人类学家的广为高度关注,当中,锌合金因其低的平衡常数,较低的方式论耗电量和多样的天然资源也正式成为了最平庸的正极金属材料,但,锌阴极遭遇的枝晶,锈蚀/析氢难题也轻微妨碍了干流锌阳离子电池组的产业发展发展。在这篇概要中,郑州大学陶凯元和孙旦副教授剖析了枝晶,锈蚀/析氢造成其原因和对电池组操控性的负面影响,因此特别针对原有的锌阴极助剂方式以两个崭新的视角展开归纳预测,最终,申辩了锌阴极同时实现商品化的明确要求和对锌阴极的更进一步产业发展发展展开了展望今后。

【丰硕成果概要】

本文以干流电解液中锌合金阴极遭遇的难题为主线,首先,剖析了锌枝晶的造成其原因与负面影响(主要包括电场和阳离子的不均匀分布,锌在电极界面具有高的成核势垒和不规则的生长取向),并通过成核工程、生长导向和晶须消除三个视角出发,揭示如何诱导锌均匀沉积,从而抑制甚至消除枝晶。其次,综合预测了锈蚀/析氢的造成其原因与负面影响(水和阴极的化学活性与高分子活性),并分别从热力学(降低水和阴极的活性)与动力学(构建电极界面的物理阻隔层:吸附阻隔层,原位阻隔层和人工涂层)视角来解析如何抑制锌阴极锈蚀与析氢。最终,从锌阴极实用化视角出发,论文对锌阴极的助剂方式提出了更高的明确要求:通过单一助剂多重功效策略或者考虑方式之间的协同作用来同时化解枝晶和锈蚀/析氢等关键难题。

【研究建议】

1.锈蚀反应在电池组搁置过程中可能比在连续充放电测试中更加轻微,因此,评价锌阳离子电池组综合操控性时,考虑搁置时间对电池组操控性负面影响是锌阳离子电池组走向实际运用的必然明确要求。

2.水溶剂对温度的敏感性使干流锌阳离子电池组对工作环境有较低的明确要求,比如高浓度电解液在低温时电解质的析出难题,水在高温时的高锈蚀与析氢活性等难题都会轻微制约干流锌阳离子电池组产业发展发展。

相关论文信息

论文原文在线发表于Carbon Energy,点击阅读原文查看论文

论文标题:

Issues and solutions toward zinc anode in aqueous zinc-ion batteries: A mini review

论文网址:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cey2.67

DOI:https://doi.org/10.1002/cey2.67

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