中國儲能網(wǎng)訊：近日，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院固體物理研究所能源材料與器件研究部研究員胡林華團隊和石家莊學院教授季登輝合作，開發(fā)出一種機械性能優(yōu)異、離子電導率高和具有寬操作溫區(qū)（-20—60℃）的功能性水凝膠電解質(zhì)，并研究了其在水系鋅離子電池中的應(yīng)用性能。
水系鋅離子電池具有安全、成本低、環(huán)保、資源豐富且電化學特性優(yōu)異等優(yōu)點，被認為是有前景的儲能器件。但該類電池常用的液體電解液具有析氫析氧等副反應(yīng)，同時還有較差的高低溫性能和泄露的危險。凝膠電解液是由水和聚合物基質(zhì)組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，既能抑制副反應(yīng)的發(fā)生，也能防止泄露，是有發(fā)展前景的水系電解質(zhì)。
基于此，研究團隊開發(fā)了一種機械性能優(yōu)異、離子電導率高和具有寬操作溫區(qū)（-20—60℃）的功能性水凝膠電解質(zhì)。由該水凝膠制備的鋅離子電池具有穩(wěn)定的循環(huán)性能（循環(huán)超過3000 h）、優(yōu)異的電化學性能（在5 A/g下循環(huán)10000圈，容量為185 mAh/g）和高可逆的鋅嵌入/脫出（庫倫效率達到99.5%），在-20—60℃的溫度條件下，具有很好的穩(wěn)定性和高的容量。此外，這種功能性水凝膠具有很好的拉伸、扭曲、壓縮和吸附性能，使其具有制備柔性儲能器件的潛力。以此水凝膠為基礎(chǔ)制備的柔性軟包電池具有很好的機械穩(wěn)定性，在不同的彎曲角度下仍能保持穩(wěn)定的電壓和容量。這種多功能凝膠電解質(zhì)為開發(fā)高性能可充電水系鋅離子電池提供了一種策略。
相關(guān)成果以“-20—60℃下無枝晶水系鋅離子電池用鍵調(diào)節(jié)水凝膠電解質(zhì)”為題，發(fā)表在Chemical Engineering Journal 上。研究得到合肥研究院院長基金支持。
鍵調(diào)節(jié)水凝膠的作用機理示意圖
