陈忠伟院士团队,最新Angew! 2024年6月19日 上午8:58 • 顶刊 • 阅读 8 论文作者信息 第一作者:Mi Xu 通讯作者:陈忠伟,窦浩桢 通讯单位:中国科学院大连化学物理研究所 陈忠伟,男,1975年生于浙江省。研究员、博士生导师,加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士,国际电化学能源科学院(IAOEES)副主席。现任能源催化转化全国重点实验室主任、中国科学院大连化学物理研究所动力电池与系统研究部部长。 论文速览 柔性锌空气电池是下一代智能可穿戴电子产品的主要电源。然而,由于缺乏可靠的固态电解质(SSEs),柔性锌空气电池存在高腐蚀性的安全风险和有限的寿命。 本论文提出了一种新型的单阴离子传导固态电解质(SSE),用于提高柔性锌空气电池的性能。 该SSE通过将高效无定形双阳离子离子体嵌入到由功能性碳纳米管和聚丙烯酰胺聚合物构成的混合基质中制备而成。所制备的SSE具有双重渗透的离子体-聚合物网络和层级离子通道,这些特性使其具备了1200%的高拉伸性、良好的水分吸收和保持能力,以及高达245 mS·cm-1的超离子导电性,并且对锌阳极的可逆性表现出良好的支持。 引人注目的是,使用这种SSE的柔性固态锌空气电池展现出高达764 mAh·g-1的高比容量和152 mW·cm-2的峰值功率密度,并且能够在1050个循环(350小时)内保持卓越的循环稳定性。这项工作为OH-导体提供了新的范例,并扩展了OH-导体的定义和范围。 图文导读 图1:仿生植物根系和血液循环系统中的层级运输高速公路,并将其应用于SSEs的层级离子通道设计。 图2:碳纳米管(CNTs)和功能化碳纳米管(FCNTs)的形态特征,以及SSEs的微观结构。 图3:SSEs的晶体结构和化学组成进行了表征。 图4:SSEs的机械性能,锌阳极在不同电解质中的循环稳定性。 图5:OH-和水分子在离子通道中的组装和扩散过程。 图6:使用SSEs组装的柔性固态锌空气电池的电化学性能。 总结展望 本研究成功开发了一种新型的单阴离子传导固态电解质,该电解质通过创新的层级离子通道设计,显著提高了柔性锌空气电池的性能。 SSEs的高离子导电性、良好的机械柔韧性和优异的电化学稳定性,为下一代智能可穿戴电子设备的电源提供了有力支持。此外,本研究还为OH-导体的设计和应用提供了新的视角,有望推动固态电池技术的发展。 文献信息 标题:Single-Anion Conductive Solid-State Electrolytes with Hierarchical Ionic Highways for Flexible Zinc-Air Battery 期刊:Angewandte Chemie International Edition DOI:10.1002/anie.202407380 原创文章,作者:计算搬砖工程师,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/06/19/6810d25cc2/ 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 西南大学罗红群/李念兵Appl. Catal. B.:W2C负载Ni(OH)2的界面工程用于碱性HER 2023年10月10日 楼雄文/谷晓俊,最新Advanced Materials! 2022年9月7日 最新Science:合成稳定的氮烯! 2024年6月19日 上海科技大学,Nature子刊! 2025年2月11日 ACS Energy Lett.:局部化学环境控制CO2电解槽中的阳极过程 2023年10月15日 苏黎世JACS:分解纳米级钴氧化物催化剂的析氧反应:最强的性能,最小的努力 2023年10月12日