高能量水系镍锌电池的研究进展发表于《Adv. Funct. Mater.》 - 中山大学化学学院 >> 科学研究 >> 科技动态

高能量水系镍锌电池的研究进展发表于《Adv. Funct. Mater.》

随着能源危机与全球变暖的愈演愈烈,电化学储能器件发挥着越来越重要的作用。相比传统的锂离子电池,水系可充放电电池因为安全性高、成本低廉、离子导电率高以及倍率性能好等优点受到了研究人员的广泛关注。在众多水系储能器件中,Ni-Zn电池因具有成本低、使用安全、环境友好、电压高和容量较大等优点被视为代替锂离子电池的一种可能选择。然而,目前研究报道的大部分Ni-Zn电池Ni基正极容量偏低,制约了Ni-Zn电池的进一步发展。因此,设计并开发一种高容量的水系Ni-Zn电池具有重大意义。


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1 基于Ni@NiO为正极组装的Ni-Zn电池的能量密度与功率密度

 

针对该问题,中山大学化学学院2015级本科生王锐等人在卢锡洪副教授与姜久兴教授指导下,基于镍-氧化镍核壳结构正极材料设计了一种高能量密度、循环性能优异的水系Ni-Zn电池。相比于空白泡沫镍正极,具有核壳结构的Ni@NiO正极材料反应活性更高,比表面积更大,更有利于电子的传输和离子的扩散。因此,基于Ni@NiO正极组装的水系Ni-Zn电池能量密度高达15.1 mW h cm−3,功率密度达到1392 mW cm-3,高于很多研究报道的水系电池。而且,这种Ni@NiO核壳电极容易大面积制备,具有优异的循环稳定性。此外,组装的Ni-Zn电池具有很好的机械强度,压缩受力基本上不影响它的性能。该研究成果发表在国际著名学术期刊《Adv. Funct. Mater.》上(Rui Wang, Yi Han, Zifan Wang, Jiuxing Jiang * , Yexiang Tong and Xihong Lu * Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1802157),题为“Nickel@Nickel Oxide Core–Shell Electrode with Significantly Boosted Reactivity for Ultrahigh-Energy and Stable Aqueous Ni–Zn Battery”。

上述研究工作得到了国家自然科学基金、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、青年千人项目、广州市珠江科技新星专项等项目的资助。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.201802157 


文章录入:李心宇      责任编辑:李心宇
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