柔性准固态可充放Zn-MnO2电池研究成果发表于《Adv. Mater.》

随着各种柔性便携、可穿戴电子设备的快速发展,新型柔性储能器件的开发也逐渐引起人们广泛的关注。在各种储能器件中,Zn-MnO2电池因具有成本低、安全、环境友好、高电压和高容量等优点而备受关注。然而,目前市面上使用的Zn-MnO2电池均为一次性电池,且研究报道的大部分Zn-MnO2电池在充放电过程中都存在严重的容量衰减问题,严重制约了Zn-MnO2电池的进一步发展。另一方面,大部分Zn-MnO2电池使用块状锌和粘结剂,导致电池不可弯曲且内阻大,倍率性能差。因此,设计并开发一种具有高容量、高倍率、高稳定性的柔性Zn-MnO2电池具有重大意义。

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最近,我院卢锡洪副教授与中南林业大学的吴义强教授合作共同开发并制备了一种高性能的、循环性能优异的柔性准固态Zn-MnO2电池。得益于导电高分子PEDOT层的保护以及添加Mn2+的中性电解液,研制的Zn-MnO2电池比容量高达366.6 mA h g-1,且经过300次充放电循环后仍保持最初电容的83.7%。更重要的是,当使用聚合物凝胶电解液后,这种准固态Zn-MnO2电池仍有很好的循环性能,经过300圈循环充放电后仍保持最初电容的77.7%。此外,组装的准固态Zn-MnO2电池的最大能量密度高达504.9 W h kg-1,最高功率密度达到8.6 kW kg-1,比目前报道的很多柔性储能器件高很多。

该研究成果以“Achieving Ultrahigh Energy Density and Long Durability in a Flexible Rechargeable Quasi-Solid-State Zn–MnO2 Battery”为题,发表在国际著名学术期刊《Adv. Mater.》(Yinxiang Zeng, Xiyue Zhang, Yue Meng, Minghao Yu, Jianan Yi, Yiqiang Wu,* Xihong Lu,* and Yexiang Tong, Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201700274)。

上述研究工作得到了童叶翔教授的大力支持和国家自然科学基金、广东省自然科学杰出青年基金、广东省特支计划科技创新青年拔尖人才项目、广州市珠江科技新星专项等项目的资助。

文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adma.201700274/full

文章录入:李心宇      责任编辑:谢志强
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