赵金保教授课题组

研究前沿

Co、Fe双氧化还原实现锌离子电池电压与容量齐头并进

  尽管普鲁士蓝PBAs已经广泛应用于锌离子电池ZIBs,但由于仅存在一种氧化还原反应,容量一般都限制在了60 mAh g-1左右,并且其工作电压一般较低(~1.2V),循环性能也不佳。香港城市大学支春义老师团队最近在Adv. Energy Mater.期刊上发表了题为“Achieving High-Voltage and High-Capacity Aqueous Rechargeable Zinc Ion Battery by Incorporating Two-Species Redox Reaction”的研究型论文,本文提出了将Co(II)/Co(III)和Fe(II)/Fe(III) 两种氧化还原反应加入到CoFe(CN)6中实现了高容量和高电压水系锌离子电池的突破。利用Co(II)/Co(III)和Fe(II)/Fe(III)对的两种氧化还原反应,Zn/CoFe(CN)6电池提供了1.75 V (vs金属锌)的高工作电压平台和173.4mAh g-1的高容量(电流密度为0.3 A g-1),即使在极快的充放电速率6 A g-1的情况下,电池的3D开放式结构框架也能提供109.5mAh g-1的高放电容量,这是目前所有使用普鲁士蓝类似物(PBAs)正极的锌电池中最高的容量。此外,Zn/CoFe(CN)6电池在2200个循环周期内的库仑效率几乎为100%的情况下,容量没有衰减,循环性能优异。在此基础上,本文还提出了水凝胶电解质的溶胶凝胶过渡策略,以构建高性能柔性电缆状电池,通过这种策略,活性材料可以充分地与电解质接触,从而改善了电化学性能(18.73%的容量增加)和固态器件的机械稳定性。




原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.201902446

(陈明慧)

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