材料学部张朝峰教授团队设计水系锌电正极材料

发布时间:2025-04-11

本网讯(物质科学与信息技术研究院)目前,探索优异性能的正极是水性锌离子电池(AZIBs)领域的重大挑战,得益于碘正极的高氧化还原活性和理论容量,锌-碘电池(Zn-I2)逐渐兴起,但面临着副反应和碘离子穿梭效应等问题。基于此,我校物质科学与信息技术研究院张朝峰教授研究团队采用木素磺酸钠(LAS)添加剂和柔性磺化聚醚砜膜,研究了其协同效应对Zn-I2界面稳定性的影响。发现原位SEI形成有利于Zn的均匀成核和平面电镀,抑制了副反应,并证实了R−SO3−基团通过静电斥力有效地阻碍了I3/I5离子的穿梭。研究成果以“Remolding the Interface Stability for Practical Aqueous Zn/I2 Batteries via Sulfonic Acid-Rich Electrolyte and Separator Design”为题发表材料领域知名期刊Advanced Materials》(DOI: 10.1002/adma.202419502)。安徽大学博士后王睿为第一作者,张朝峰教授和南洋理工大学范红金教授为通讯作者,安徽大学为一通讯单位。

1.锌在不同电解液中剥离/电镀示意图

此外,研究团队还通过扩展N杂环分子结构,合成了有机小分子正极(DOP),适用于宽温域(−50至50oC)下的高性能AZIBs。该分子提供了n型(C═N)和p型(−NH−)氧化还原反应的活性位点,并通过增强的π−π共轭结构减少了溶解效应。研究成果以“High-Performance Bipolar Small-Molecule Organic Cathode for Wide-Temperature-Range Aqueous Zinc-Ion Batteries ”为题发表材料领域知名期刊ACS Nano》(DOI:10.1021/acsnano.5c00833)。安徽大学硕士生花康、博士生马权伟博士后刘洋洋为共同第一作者,张朝峰教授、讲师张龙海、澳大利亚伍伦贡大学Libei Yuan为通讯作者,安徽大学为第一通讯单位。

2.材料分子静电势和电池宽温域性能


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