四川大学，Nature Communications！
文摘
2024-11-11 07:30
青海
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锌-碘（Zn-I2）电池因其高安全性、低成本和较高的能量密度，广泛应用于大规模储能、可再生能源储存等领域。与传统的锂电池相比，锌-碘电池具有较低的成本和较高的自然资源可获得性，尤其适用于绿色能源的动态存储。然而，锌-碘电池仍面临一些挑战，尤其是在电池的循环寿命和效率方面。具体而言，正极电极中I3−副产物的穿梭效应和锌金属负极上枝晶的生长严重影响了电池的循环稳定性和总体性能，这些问题限制了其广泛应用。近日，来自四川大学林紫锋、赵江琦、刘颖课题组的研究者在锌-碘电池领域取得了新的进展。该团队提出了一种三方协同优化策略，通过结合MXene正极载体、n-丁醇电解液添加剂和原位固态电解质界面（SEI）保护，有效解决了上述问题。MXene作为一种二维过渡金属碳化物，具有出色的导电性和催化活性，能够加速锂-碘电池中的反应动力学，并显著减少I3−副产物的生成。同时，部分溶解的n-丁醇电解液添加剂与MXene协同作用，抑制了I3−在电解液中的穿梭效应。此外，n-丁醇和I−在电解液中的相互作用改善了Zn2+的溶剂化结构，有助于减少水分含量并抑制枝晶的形成。通过这一优化策略，研究团队成功地提升了锌-碘电池的容量和循环寿命。所制备的电池在30,000次循环后仍保持高容量（0.30 mAh cm−2）和能量密度（0.34 mWh cm−2），并且在高比电流（5 A g−1）下，电池的容量衰减率仅为0.0004%每循环。这一成果表明，所提出的三方协同优化策略为锌-碘电池的性能提升提供了新的解决方案，为未来大规模能源存储设备的发展奠定了基础。👉 点击左下角“阅读原文”，即可直达原文！💖
