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安徽大学在宽温域锌碘电池电解液调控研究取得关键进展
文章字数:570
本报讯(全媒体记者师亚萍)近日,安徽大学材料科学与工程学部物质科学与信息技术研究院张朝峰教授科研团队,在宽温域、高稳定、长寿命锌碘电池电解液界面调控领域取得重要研究突破,为水系锌碘储能电池的实用化落地扫清了关键技术障碍。
锌碘电池凭借高理论容量、低成本、环境友好的特性,一直是大规模储能领域的重点发展方向,但目前锌碘电池普遍存在多碘离子穿梭扩散、电解液低温凝固、高温副反应加剧、电极界面稳定性差等关键难题,严重限制了电池在复杂工况下的循环寿命。传统电解液体系始终无法同时兼顾低温离子传导、高温界面稳定、多碘相限域抑制三大核心需求,成为制约其产业化的核心瓶颈。
本次研究中,团队创新性提出双相电解液精准界面调控策略,通过溶剂分子氢键重构、锌离子溶剂化结构优化,从根源上实现了多碘离子的相限域锚定,抑制了多碘穿梭腐蚀问题。该体系将电池的稳定工作温域成功拓展至-30℃至50℃的超宽范围,低温下保障离子快速传输不凝固,高温下抑制副反应与电极腐蚀,长周期循环中电池容量衰减率大幅降低,界面结构始终保持完整。
目前团队已完整阐明该双相电解液体系的作用机理,为高性能宽温域锌碘电池的电解液设计与界面工程优化提供了全新理论支撑,为高安全长寿命水系碘基储能电池的产业化应用提供了可行路径,对推动低成本、多场景适配的大规模电化学储能技术发展具有重要的科学价值与工程落地意义。
锌碘电池凭借高理论容量、低成本、环境友好的特性,一直是大规模储能领域的重点发展方向,但目前锌碘电池普遍存在多碘离子穿梭扩散、电解液低温凝固、高温副反应加剧、电极界面稳定性差等关键难题,严重限制了电池在复杂工况下的循环寿命。传统电解液体系始终无法同时兼顾低温离子传导、高温界面稳定、多碘相限域抑制三大核心需求,成为制约其产业化的核心瓶颈。
本次研究中,团队创新性提出双相电解液精准界面调控策略,通过溶剂分子氢键重构、锌离子溶剂化结构优化,从根源上实现了多碘离子的相限域锚定,抑制了多碘穿梭腐蚀问题。该体系将电池的稳定工作温域成功拓展至-30℃至50℃的超宽范围,低温下保障离子快速传输不凝固,高温下抑制副反应与电极腐蚀,长周期循环中电池容量衰减率大幅降低,界面结构始终保持完整。
目前团队已完整阐明该双相电解液体系的作用机理,为高性能宽温域锌碘电池的电解液设计与界面工程优化提供了全新理论支撑,为高安全长寿命水系碘基储能电池的产业化应用提供了可行路径,对推动低成本、多场景适配的大规模电化学储能技术发展具有重要的科学价值与工程落地意义。