多功能性鉬酸鋅在鋅離子電池的應用

爲了抑制水系鋅離子電池鋅枝晶的生長和析氫副反應,哈爾濱工業大學研究者通過化學沉積法在鋅表面上製備出了鉬酸鋅(ZnMoO4)的保護層。ZnMoO4保護層的生成,將能在很大程度上提高電池産品的綜合質量,如續航性能、安全性能和使用壽命等。

與目前主流的鋰離子電池相比,可充電水系鋅離子電池擁有更高的安全性和更低生産成本等優勢,因而成爲近些年電化學儲能領域的研究熱點。然而,目前水系鋅離子電池的發展却面臨著兩個突出問題:一是正極材料問題,錳基材料通常表現出較差的循環穩定性,釩基材料具有毒性,而普魯士藍的比容量則較低;二是鋅負極問題,直接采用鋅箔負極容易引起鋅枝晶和析氫反應的産生,進而會導致電池的穩定性、充放電效率和循環壽命下降。

多功能性鉬酸鋅在鋅離子電池的應用圖片

爲了緩解鋅離子電池的不足,生産者常在鋅負極表面引入人工塗層,該塗層雖然能使鋅均勻沉積,抑制鋅枝晶的生長,但是對于析氫副反應沒有很好的抑制作用。因此,開發一種兼具抑制鋅枝晶與析氫反應的保護塗層是很有意義的。

得益于多功能性ZnMoO4保護層的出現,鋅離子電池的發展和商業化進程有望加速。據悉,ZnMoO4保護層是哈爾濱工業大學研究者製備的,它因有較好的親鋅性和較高的氫吸附吉布斯自由能等特點,而可以有效引導鋅的均勻沉積以及抑制析氫反應的發生。

多功能性鉬酸鋅在鋅離子電池的應用圖片

該研究成果已以“Fast-growing Multifunctional ZnMoO4 Protection Layer Enable Dendrite-free and Hydrogen-suppressed Zn Anode”爲標題發表在Energy Storage Mater期刊上。

 

 

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