乔世璋等Adv Mater:淀粉限域多碘化物解决Zn-I2电池穿梭问题
纳米技术 纳米 2022-04-18

目前人们认为溶液相Zn-I2电池是具有前景的能量存储器件,Zn-I2电池具有非常高的能量/功率密度、安全性、价格优势,但是电池中的多碘化物穿梭(polyiodide shuttling)问题可能导致严重的活性物质衰减、Zn溶解问题,因此导致Zn-I2电池循环容量受到限制

有鉴于此,阿德莱德大学乔世璋、广东工业大学林展等报道基于淀粉和碘之间的显色反应,提出了通过结构限域方式解决多碘化物穿梭,这种方法中通过淀粉的独特双螺旋结构能够限域碘,解决碘的穿梭问题

本文要点:

(1)

通过原位Raman光谱表征揭示发现当使用淀粉发生I5-主导的I-/I2转换机理,由于I5-物种比I3-与淀粉具有更高的结合力,因此得以阻碍Zn-I2电池中的多碘化物穿梭,进一步通过原位UV-Vis光谱验证。

(2)

这种Zn-I2电池因此实现了更高的可逆性能,在0.2 A g-1的库伦效率达到~100 %,电池实现了超长的循环稳定性(>50000圈)。

通过X射线光电子能谱表征,验证电池通过淀粉能够阻碍由于多碘化物穿梭导致的Zn溶解本文研究展示了Zn-I2电池的失效原因,为发展价格合理的有效循环Zn-I2电池策略提供机会。

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参考文献

Shao-Jian Zhang, Junnan Hao, Huan Li, Peng-Fang Zhang, Zu-Wei Yin, Yu-Yang Li, Bingkai Zhang, Zhan Lin, Shi-Zhang Qiao, Polyiodide Confinement by Starch Enables Shuttle-Free Zn-Iodine Batteries, Adv. Mater. 2022,

DOI: 10.1002/adma.202201716

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202201716


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