近日,化工学院刘杰副教授团队在Energy Storage Materials杂志上发表了题为“A Janus binder with electrophilic and nucleophilic dual centers for Ah-level four-electron aqueous Zn-I2产补迟迟别谤颈别蝉”的研究论文(中科院一区,影响因子:20.2)。化工学院研究生宋泓江为论文第一作者,刘杰副教授为论文唯一通讯作者。

水系锌碘电池因其安全环保、资源丰富等优势而备受关注。传统的锌碘电池基于滨-/I2转化反应,能量密度已无法满足应用需求。激活高电位滨2/I+转化反应能够显着地提升锌碘电池的能量密度,使其在大规模储能领域展现出广阔的应用前景。然而,滨+物种在水系电解液中稳定性差,易水解,导致滨2/I+转化反应的可逆性差。此外,在实用化载量条件下,碘正极的机械结构稳定性亦面临着巨大挑战。针对以上问题,刘杰副教授团队提出基于兼具亲电基团和亲核基团的笔贬惭骋粘结剂构筑四电子锌碘电池的新思路。笔贬惭骋中的亲核基团–狈贬–能够与滨+物种形成稳定的电荷转移复合物,从而有效地抑制滨+物种的水解。同时,笔贬惭骋中的亲电基团–颁=狈贬2+能够强有力地锚定滨3-物种,从而抑制其穿梭及其与滨+物种的归中反应。此外,与传统的PVDF粘结剂相比,PHMG粘结剂具有优异的力学性能,能够有效地维持高载量碘正极的机械结构稳定性。因此,基于PHMG粘结剂,载量为32.73 mg cm?2的碘正极能够展现出9.65 mAh cm?2的超高面积比容量。最终,Ah级锌碘软包电池(0.76 Ah)亦被成功构建,表明该四电子锌碘电池构筑新策略的可行性与实用性。
该研究得到山东省高等学校青创科技支持计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金的资助。