港科大AFM: 用于长循环锌离子电池和NASICON型正极的双功能水合凝胶电解质

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港科大AFM: 用于长循环锌离子电池和NASICON型正极的双功能水合凝胶电解质
水系锌离子电池是一种有前景且安全的储能技术。然而，当前的水系电解液锌离子电池技术受到电解液和电极之间不良反应的阻碍，这会导致锌枝晶生长、气体逸出和正极降解。
港科大AFM: 用于长循环锌离子电池和NASICON型正极的双功能水合凝胶电解质
在此，香港科技大学Francesco Ciucci教授等人报道创建了一种在聚合物框架中结合己二腈 (ADN) 和Zn(ClO4)2·6H2O的低成本水合凝胶电解质 (HGE)。其主要新颖性可概括如下：
i) 引入热和电化学稳定的ADN以调节Zn剥离/镀层并在正极上形成保护层；
ii) 低成本和高溶解性的Zn(ClO4)2·6H2O盐将水引入HGE，降低粘度并增加电导率；
iii) 进行了深入的实验和理论研究，以探索HGE的稳定机制。因此，HGE制造简单、成本低、安全且柔性。
港科大AFM: 用于长循环锌离子电池和NASICON型正极的双功能水合凝胶电解质
图1. DFT计算
组装的Zn/HGE/Zn对称电池可以在0.5 mA cm-2下循环超过1000小时，在 0.2 mA cm-2下循环2000小时而不发生短路，表明对Zn枝晶的有效抑制。
此外，以NASICON型Sr掺杂的Na3V2(PO4)3 (SNVP) 为正极的Zn/HGE/SNVP全电池可以在10 C下循环超过8000次，同时保持90 mAh g-1的高容量。
港科大AFM: 用于长循环锌离子电池和NASICON型正极的双功能水合凝胶电解质
图2. Zn/HGE/SNVP全电池的电化学性能
Bifunctional Hydrated Gel Electrolyte for Long-Cycling Zn-Ion Battery with NASICON-Type Cathode. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202105717

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