怎么完成“碳达峰”“碳中和”方针已成为全球性焦点和议题,加大可再生能源的绿色开发和高效运用已成为全球共识。而大力发展绿色安全的大规模储能技能则是可再生能源充分开发利用的必要技能支撑。天津大学先进碳与纳米能源实验室(NanoYang团队)联合清华大学深圳世界研讨生院先进能源资料团队和中科院金属所先进炭资料研讨部,成功研宣布一种与金属锌兼容的低本钱新式不可燃含水有机电解液。该研讨成果《用于可继续锌电池的不可燃含水有机电解液》12月2日在线发表在《天然—可继续发展》。
现在,可充电水系锌电池因安全性高、资源丰富、本钱低价、环境友好等优点,在大规模储能范畴展现出宽广的使用前景。然而,金属锌在负极/电解液界面处存在着严重的枝晶生长和腐蚀等问题,严重约束了水系锌电池的库伦功率和运用寿命,制约了高性能锌电池的产业开发和实践使用。
项目团队研宣布了由水合四氟硼酸锌盐和乙二醇溶剂组成的新式电解液。作为阻燃剂的水合四氟硼酸锌盐赋予了电解液优异的不可燃特性。乙二醇的高沸点及其与盐中的水分子和四氟硼酸根阴离子间构成的丰富氢键网络使电解液兼具难蒸发和宽温域(30℃~40℃)的特点。与此同时,水合四氟硼酸锌盐解离出的四氟硼酸根阴离子和水分子会进一步与金属锌发生反应,在锌负极表面原位构成氟化锌固态电解质界面层,有用地保护了金属锌负极,避免了因为锌枝晶刺穿隔阂以及锌与电解液间的腐蚀副反应导致的电池过早失效。
该电解液有用处理了金属锌负极在水系电解液中的枝晶、腐蚀等难题,同时奇妙克服了传统有机电解液本钱与安全性难以兼顾的瓶颈,为开发新一代兼具高安全、低本钱、高性能电池电解液提供了全新的思路,有望推进高性能锌电池的产业化使用。
天津大学化工学院博士后韩很多、博士生崔长俊为《用于可继续锌电池的不可燃含水有机电解液》一起榜首作者,天津大学杨全红教授和翁哲教授、清华大学康飞宇教授为一起通讯作者。
《天然—可继续发展》同期配发专文评述,认为此作业利用廉价并环境友好的电解液处理了锌电池产业化进程中的几个关键问题,为构建可继续的未来提供了可靠又性价比高的电池处理方案。(受访者供图)
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。