锌空电池刚登完Science，再上Nature Energy

2021年1月1日，Science发布了复旦大学王飞研究员、明斯特大学Martin Winter、马里兰大学王春生教授和美国陆军实验室许康教授合作研究成果，一种基于过氧化锌的锌空电池，发现了一个新的化学反应，开创了一个方向，同时也实现了锌空电池领域正刊零的突破！

锌空电池目前的应用还仅限于用于助听器中，走向大规模应用还面临着很多问题，比如析氢、枝晶等。但是以下的这篇文章，在锌空电池的应用上迈了一大步，实现了Ah级的电池软包设计！

汉阳大学Jung-Ho Lee和Sang Uck Lee 等人在Nature Energy发布最新成果，实现了Ah级的锌空电池软包。电池级的能量密度为460 Wh kg^-1或者1389 Wh l^-1，在25mA cm^-2电流密度下循环的电池寿命为6000次，并且具有良好的柔性，在−20–80°C宽温区下实现了良好的电池性能。而如此强悍的性能还是在全固态电池下实现的！！你说牛不牛？

材料设计的策略包括采用表面取向、三维海绵状磷硫化铜（CPS）的全纤维阴极、防冻壳聚糖生物纤维素(CBC)超离子电解质和图案化锌金属阳极。协同型多功能催化剂的设计和制备突出了CPS体系结构表面合理控制的特点。由于其高分子量和对碱性稳定的CBC骨架，设计的CBC对氢氧离子具有最先进的离子导电性以及高的电化学/机械稳定性。这些材料资源促进了柔性锌空软包电池的商业可行性，由于其特别令人满意的电化学性能，恢复了全固态电池的光明前景。

也就是说，全固态锂电中没有解决的问题，全固态锌空来解决了！

图1. 高能ZPCs的设计策略及与商用储能电池的比较

图2. 铜基阴极双功能电化学(ORR和OER)性能及动力学研究

图3. 电催化CPS活性的理论计算

图4. CPS(101)阴极的电荷补偿机理

图5. 超离子CBC导体的合成与表征

图6. 柔性ZPCs在商用条件下的电化学性能

图7. 软包电池的电化学性能

Shinde, S.S., Jung, J.Y., Wagh, N.K. et al. Ampere-hour-scale zinc–air pouch cells. Nat Energy (2021).

https://doi.org/10.1038/s41560-021-00807-8