本网讯(物质科学与信息技术研究院) 水系铝离子电池(AAIBs)由于高理论比容量(2980 mAh g−1/8046 mAh cm−3)、高安全和低成本优势在大型储能领域备受关注。然而,低温下严重的性能衰减阻碍了其实际应用。对此,物质科学与信息技术研究院张朝峰教授团队通过连续流有机电合成制备了共轭醌胺聚合物聚(2, 3-二氨基萘-1, 4-二酮)(PDND)。其独特的分子结构和活性单元设计显著增强了聚合物分子在低温环境下的适应性,保证了PDND正极材料即使搭配基础水系电解液,依然可以在-25 oC下稳定高效的运行,突显了PDND有机正极材料独特的低温适应特性。

图 (a) PDND的连续流有机电合成示意图及其(b)分子结构和(c)电化学性能
相关研究成果以“Continuous-Flow Organic Electrosynthesis of a Conjugated Bipolar Polymer Cathode for High-Performance Low-Temperature Aqueous Aluminum-Ion Batteries”为题发表在材料领域国际知名期刊《Energy& Environmental Science》(DOI: 10.1039/D5EE06706E)上。物科院张龙海博士为第一作者,张朝峰教授为通讯作者,安徽大学为第一通讯单位。
此外,水系锌碘电池因其高能量密度、固有的安全优势和潜在的成本效益而成为规模储能的有力候选者。然而,它们的商业化应用受到多碘化物穿梭以及Zn/电解质界面不稳定问题的阻碍。对此,研究团队通过空间限域策略,将非质子极性溶剂二乙二醇二甲醚(DGDE)添加剂和富含磺酸基团的磺化聚醚砜(E-SPES)隔膜进行集成,获得了一种电解质-隔膜协同体系。该体系通过双重作用机制:E-SPES隔膜的磺酸基团通过静电作用对多碘化物进行动态空间限域,缓解穿梭效应;DGDE则破坏电解液固有的氢键网络,抑制水分解,提高电极在宽温范围内的可逆性。

图 (a) BE/GF与(b) DGDE40/E-SPES电解质体系中锌的电镀/剥离行为以及碘穿梭的抑制
相关研究成果以“Spatial Confinement Strategy of Electrolyte System Enabling High Performance Aqueous Zinc–Iodine Batteries with Wide Temperature Range”为题发表在材料领域国际知名期刊《Advanced Functional Materials》(DOI: 10.1002/adfm.202528220)上。王睿博士为第一作者,张朝峰教授为通讯作者,安徽大学为第一通讯单位。




