水系锌(Zn)离子电池(AZIBs)具有高安全性、低成本和具有竞争力的能量密度等优点,已成为一种非常有前途的电网储能技术。然而, Zn枝晶不可控的生长和不良反应严重影响了AZIBs的使用寿命。
近日,南京林业大学陈继章教授,佐治亚理工学院Ching-Ping Wong教授报道了使用一种简单的过滤方法制备出棉基纤维素薄膜,并作为AZIB的隔膜。
文章要点
1)制得的隔膜具有致密均匀的纳米孔、丰富的羟基、优异的力学性能(强度为29.2 MPa,模量为4.16 GPa)和较大的离子电导率(56.95 mS cm-1)。与常用的玻璃纤维隔膜相比,这种隔膜可以增加Zn离子的迁移数,降低水合Zn离子的去溶势垒,降低Zn的成核过电位,从而加速Zn沉积动力学。因此,纤维素膜隔膜可以有效地抑制Zn枝晶和有害副反应。
2)令人印象深刻的是,基于该隔膜的Zn//Zn对称电池可以稳定地保持1000 mAh cm−2的累计镀锌容量,并可以承受20 mAh cm−2的超大面积容量。此外,与使用其他隔膜的电池相比,组装的Zn-MnO2电池的倍率性能和循环性能也有了显著的提高。
本研究为设计可靠、高效、经济的电化学储能装置隔膜提供了新的思路。
参考文献
Weijun Zhou , Minfeng Chen , Qinghua Tian , Jizhang Chen , Xinwu Xu ,
Ching-Ping Wong , Cotton-derived cellulose film as a dendrite-inhibiting separator to stabilize the zinc metal anode of aqueous zinc ion batteries,Energy Storage Materials(2021)
DOI:10.1016/j.ensm.2021.10.002
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.10.002