一種聚合物涂層可增強鋅離子電池陽極穩定性

　　近日，山西大學電力與建筑學院陳名副教授在基于鈣鈦礦太陽電池充電的鋅離子電池研究領域取得進展，提升了鋅離子電池的穩定性能，其研究成果作為熱點文章發表在 Angewandte Chemie International Edition上。

　　鈣鈦礦太陽能電池因其卓越的能量轉換效率而備受關注。與此同時，水系鋅離子電池因其不可燃、成本效益、高理論容量和低氧化還原電位而備受追捧。這些技術之間的協同作用非常適合制造光充電鋅離子電池，促進可再生能源的廣泛應用，促進能源轉型，減緩氣候變化，促進可持續發展。然而，盡管鋅離子電池具有很多優點，但鋅陽極在充電和放電過程中的循環穩定性低于標準仍然是其實際應用的一個重大障礙。

　　鑒于此，該工作合成了一種含有多個 C=O 和 N 基團的功能聚合物涂層(PDPTT)，旨在增強 Zn 陽極的循環穩定性。極性功能團 C=O 和 N 與 Zn2+配位，促進 Zn 均勻沉積并抑制枝晶形成。此外，聚合物涂層降低了脫溶劑能壘，有效抑制了析氫等副反應。最后，C=O 和 N 與 Zn 陽極之間的相互作用促進了電子從 Zn 轉移到聚合物涂層，從而增強了陽極界面對電解質的親和力。利用這些優勢，Zn-PDPTT//ZnPDPTT對稱電池在 1 mA/cm2 的電流密度下表現出超過 4300 小時的超長循環時間。Zn-PDPTT//AC鋅離子混合電容器在5 A/g電流密度下經過50000次循環后仍表現出穩定的循環性能，Zn-PDPTT//NVO鋅離子電池保持了81.74％的電容和99.22％的庫侖效率。將Zn-PDPTT//NVO與高性能PSC耦合，可使光充電鋅離子電池的總轉換效率達到13.12％。（來源：中國科學報 丁佳 嚴濤）