南開大學高容量儲能電池研究獲重大突破

記者20日從南開大學了解到，我國大容量儲能電池研究取得重大進展。該校陳軍院士團隊首次以有機醌為正極，研制出大容量、高放電頻率的水性鋅二次電池，這也為我們早日告別高污染的水性鉛酸電池提供了可能。這項研究結果已發表在最新一期的《美國科學促進會科學進展》雜志上。隨著太陽能、風能等可再生能源利用率的不斷提高，開發低成本、高性能的可充電儲能電池已成為世界追求的目標。鋅價格低廉，理論容量為每克820毫安時，具有良好的水相容性和穩定性，適合大規模生產和應用，因此可充電水性鋅電池具有廣闊的應用前景。然而，水性鋅電池的發展一直受到陰極材料種類少和鋅脫嵌動力學慢的問題的困擾。有機醌在自然界中無處不在，研究人員從植物、真菌、海洋動物和昆蟲中發現了2400多種醌。開發基于非脫嵌反應機理和多電子轉移的新型有機醌類電極材料，對提高鋅電池的容量和循環穩定性具有重要意義。目前，電活性醌電極通常使用有機電解質。根據相似相容性原理，醌類化合物容易溶解在有機溶劑中，導致活性物質損失，電池壽命短。陳軍院士團隊多年來一直致力于有機醌類電極材料的設計、制備和應用。他們通過使用電解質改性、聚合、鹽化、負載等方法，不僅提高了醌類的容量保持率，而且通過合理的結構設計，將醌類作為正極應用于可充電水性鋅電池中，首次獲得每克335毫安時的比容量。充放電平臺之間的電壓差低至70mV，能源效率高達93%，循環次數為1000次。該團隊開發的有機水性鋅電池可提供每公斤220瓦時的能量密度，遠遠超過常用的水性鉛酸電池，相當于目前商用的鋰離子電池。水基鋅電池具有能量密度高、安全可靠、成本低、環保等優點，也為未來電動汽車、大規模儲能等重大應用提供了新的選擇。記者20日從南開大學了解到，我國大容量儲能電池研究取得重大進展。該校陳軍院士團隊首次以有機醌為正極，研制出大容量、高放電頻率的水性鋅二次電池，這也為我們早日告別高污染的水性鉛酸電池提供了可能。這項研究結果已發表在最新一期的《美國科學促進會科學進展》雜志上。隨著太陽能、風能等可再生能源利用率的不斷提高，開發低成本、高性能的可充電儲能電池已成為世界追求的目標。鋅價格低廉，理論容量為每克820毫安時，具有良好的水相容性和穩定性，適合大規模生產和應用，因此可充電水性鋅電池具有廣闊的應用前景。然而，水性鋅電池的發展一直受到陰極材料種類少和鋅脫嵌動力學慢的問題的困擾。有機醌在自然界中無處不在，研究人員從植物、真菌、海洋動物和昆蟲中發現了2400多種醌。開發基于非脫嵌反應機理和多電子轉移的新型有機醌類電極材料，對提高鋅電池的容量和循環穩定性具有重要意義。目前，電活性醌電極通常使用有機電解質。根據相似相容性原理，醌類化合物很容易溶解在有機溶劑中，而……

導致活性物質的損失和電池壽命短。陳軍院士團隊多年來一直致力于有機醌類電極材料的設計、制備和應用。他們通過使用電解質改性、聚合、鹽化、負載等方法，不僅提高了醌類的容量保持率，而且通過合理的結構設計，將醌類作為正極應用于可充電水性鋅電池中，首次獲得每克335毫安時的比容量。充放電平臺之間的電壓差低至70mV，能源效率高達93%，循環次數為1000次。該團隊開發的有機水性鋅電池可提供每公斤220瓦時的能量密度，遠遠超過常用的水性鉛酸電池，相當于目前商用的鋰離子電池。水基鋅電池具有能量密度高、安全可靠、成本低、環保等優點，也為未來電動汽車、大規模儲能等重大應用提供了新的選擇。

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