研究发现，通过在锌空气电池中引入碱性锌过渡金属化合物（Zn-MX）电池功能，能够获得同时具有高功率密度和高能量密度的可充电混合锌电池。然而，传统的单层电极设计不能满足用于促进离子转移以最大化锌-MX电池功能的亲水界面和用于促进气体扩散以最大化锌-空气电池功能的疏水界面两者的要求。
近日，澳大利亚科廷大学邵宗平教授报道了一种功能分离的设计策略，将两种电池功能分配给正极的两个面。
文章要点
1）该电极完美地解决了单层电极中电解质可及性和气体可及性之间的矛盾，同时促进了氧氧化还原和法拉第阳离子氧化还原。具体而言，Ni-Co-S纳米团簇修饰的疏水性聚四氟乙烯MnS层作为锌空气电池的空气电极具有优异的ORR和OER电催化活性，而具有亲水性表面的NixCo1−xS2层作为锌MX电池的正极。这种设计精美的电极是基于简单的两步工艺制造。
2）采用电极功能分离设计的混合锌电池具有功率密度高、往返效率高、稳定性好等优点。采用功能分离电极的电池具有1.7 V的短期放电电压，100 mA cm-2时的功率密度可达153 mW cm−2，5 mA cm−2时循环效率可达75%，同时，循环稳定性高达330 h，电压间隙高达0.7 V。
Yijun Zhong, et al, A Function-Separated Design of Electrode for Realizing High-Performance Hybrid Zinc Battery, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202002992
https://doi.org/10.1002/aenm.202002992
