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构筑镧基耐蚀膜助力水系锌电池实现超长循环寿命
1
作者 苟蕾 孙爱红 +3 位作者 梁凯 王延静 樊小勇 李东林 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第10期127-137,共11页
在锌负极表面生长的镧基耐蚀膜(LaCRF)有效降低了锌离子的成核过电位,显著抑制了锌枝晶、基体腐蚀和副产物的生成.电化学性能测试结果表明,采用Zn@LaCRF改性的对称电池在电流密度为2 mA/cm^(2),面容量为1 mA·h/cm^(2)的条件下展现... 在锌负极表面生长的镧基耐蚀膜(LaCRF)有效降低了锌离子的成核过电位,显著抑制了锌枝晶、基体腐蚀和副产物的生成.电化学性能测试结果表明,采用Zn@LaCRF改性的对称电池在电流密度为2 mA/cm^(2),面容量为1 mA·h/cm^(2)的条件下展现出超过3000 h的循环稳定性和较小的极化现象;在Zn@LaCRF||Cu半电池中,循环次数超过800次;Zn@LaCRF||MnO_(2)全电池在1.8 A/g电流密度下经过2000次循环后,容量保持率高达91.9%. 展开更多
关键词 水系锌电池 锌负极 耐蚀膜 稀土元素 长循环性能
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Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)正极在水系锌电池中的电化学性能 被引量：1
2
作者 杨贝贝 杜妍妍 +4 位作者 张宇霖 陈婷婷 宾端 陆洪彬 夏永姚 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第4期578-588,共11页
二氧化锰(MnO_(2))材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO_... 二氧化锰(MnO_(2))材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO_(2)负载在Ti_(3)C_(2)T_(x)表面形成Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对复合样品的结构、成分和形貌进行表征。通过将Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)复合材料作为正极,与锌负极匹配组装成水系锌电池,研究了其分别在2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)、2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)+0.1 mol·L^(-1) MnSO_(4)、30 mol·L^(-1)三氟甲基磺酸四乙基铵(TEAOTf)+1 mol·L^(-1)三氟甲烷磺酸锌(ZnOTf)和3 mol·L^(-1) ZnOTf四种电解液中的电化学性能。结果表明,Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)在2 mol·L^(-1) ZnSO_(4)中的比容量较高,但循环稳定性很差。将TEAOTf盐和ZnOTf盐共溶于水中,设计了一种新型的含惰性阳离子的超高浓度盐包水电解液(30 mol·L^(-1) TEAOTf+1 mol·L^(-1) ZnOTf),不仅提高了Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2)材料的可逆性,而且有效抑制了电极材料在循环过程中的溶解。 展开更多
关键词 水系锌电池 Ti_(3)C_(2)T_(x)/MnO_(2) 电化学性能 三氟甲基磺酸四乙基铵 三氟甲烷磺酸锌
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高稳定水系锌离子电池PANI包覆钒化合物阴极材料 被引量：2
3
作者 鲁杰 杜娴 +4 位作者 师玉璞 李卓 曹娜 杜珣涛 杜慧玲 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期42-53,共12页
具有多种晶体结构的钒化合物具有较高的理论容量,被认为是一种很有前途的水系锌离子电池阴极材料,但由于钒化合物锌离子扩散缓慢,结构稳定性差,限制了其进一步发展。本文通过简单一步水热法设计合成了Mn(VO3)2-NaV8O20异质结纳米带,并... 具有多种晶体结构的钒化合物具有较高的理论容量,被认为是一种很有前途的水系锌离子电池阴极材料,但由于钒化合物锌离子扩散缓慢,结构稳定性差,限制了其进一步发展。本文通过简单一步水热法设计合成了Mn(VO3)2-NaV8O20异质结纳米带,并通过静电自组装法将聚苯胺(PANI)薄膜包覆在纳米带表面,制备出Mn(VO3)2-NaV8O20@PANI(PMNVO)复合材料,在两种策略协同作用下,实现了高效离子-电子协同传输,获得了高锌离子传输速率、高储锌性能、晶体结构稳定水系锌离子电池(AZIBs)阴极材料。实验结果表明,两种晶体间的异质结界面增强了锌的电荷转移动力学,改善了锌的扩散动力学,纳米带形貌提供了更多的反应活性位点。此外,与PANI复合,材料导电性增强,晶体结构更稳定,使得PMNVO具有优异的储锌性能及电化学动力。具体测试结果为,当PMNVO的电流密度为0.2 A/g时,比容量为417.6 mAh/g;在1 A/g下,初始比容量为360.3 mAh/g,200次循环后的容量保持率为91.0%;在8 A/g下,初始比容量为189.3 mAh/g,3000次循环后的容量保持率为99.3%,倍率性能优异且循环寿命较长;表观扩散系数为4.97×10^(-11)~1.87×10^(-10)cm^(2)/s,电化学动力学良好。本文为AZIBs阴极材料的设计提供了一个范例。 展开更多
关键词 钒基阴极 异质结 聚苯胺包覆 水系锌离子电池
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水系锌离子电池锌负极研究进展 被引量：2
4
作者 高旭 侯朝霞 +3 位作者 王旭丹 王颢然 姜占洋 杨儒松 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期42-46,共5页
在化石燃料日益枯竭,环境问题日趋严峻的背景下,环境和能源问题已成为人类社会未来发展的重要聚焦点,储能问题成为了战略性问题。水系锌离子电池(ZIBs)具有比容量高、成本低、安全性高、环境友好等优点,但存在枝晶生长、腐蚀钝化、析氢... 在化石燃料日益枯竭,环境问题日趋严峻的背景下,环境和能源问题已成为人类社会未来发展的重要聚焦点,储能问题成为了战略性问题。水系锌离子电池(ZIBs)具有比容量高、成本低、安全性高、环境友好等优点,但存在枝晶生长、腐蚀钝化、析氢反应等问题,因而限制了ZIBs的实际应用与大规模商业化发展。简要介绍了ZIBs的发展历程和储能机理,总结归纳了锌负极存在的问题与形成原因,综述了锌负极的改性方法并展望了其未来研究发展方向。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 锌负极 析氢反应 改性方法
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基于不同储能机制水系锌离子电池正极材料的改性与展望 被引量：1
5
作者 燕静璇 张宁霜 +2 位作者 李世友 王梦雅 李小华 《精细化工》 北大核心 2025年第1期48-61,共14页
目前,水系锌离子电池(AZIBs)的正极材料已取得了许多引人瞩目的突破,但普遍存在结构稳定性差、易溶解、材料骨架间存在严重的静电相互作用和导电性差等亟待解决的问题,需要进一步地研究和取得关键性技术的支持。MnO_(2)作为AZIBs正极材... 目前,水系锌离子电池(AZIBs)的正极材料已取得了许多引人瞩目的突破,但普遍存在结构稳定性差、易溶解、材料骨架间存在严重的静电相互作用和导电性差等亟待解决的问题,需要进一步地研究和取得关键性技术的支持。MnO_(2)作为AZIBs正极材料的储能机制较其他材料复杂且一直存在争议,是限制Zn//MnO_(2)电池应用的主要因素。该文总结了最新MnO_(2)基正极材料的特征和储能机制,回顾了MnO_(2)基正极材料的基本问题和对应原因,探讨了最近研究中的优化策略。最后,基于MnO_(2)在不同储能机制中存在的问题,结合最新研究进展,提出了一系列推动Zn//MnO_(2)电池商业化的关键性挑战,对AZIBs未来的研究趋势进行了展望。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 二氧化锰 正极材料 储能机制 优化策略
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水系锌离子电池钒基氧化物正极材料研究进展
6
作者 刘超群 崔心蕾 +2 位作者 王哲禹 白晓波 迟彩霞 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期55-60,共6页
水系锌离子电池因具有高能量密度、安全和价格低廉等优势而受到广泛关注。正极材料是限制水系锌离子电池发挥优异电化学性能的关键。在正极材料中,钒基氧化物以丰富的电子价态及利于储能的层状结构所带来的高容量和优异的倍率性能而备... 水系锌离子电池因具有高能量密度、安全和价格低廉等优势而受到广泛关注。正极材料是限制水系锌离子电池发挥优异电化学性能的关键。在正极材料中,钒基氧化物以丰富的电子价态及利于储能的层状结构所带来的高容量和优异的倍率性能而备受关注。但钒基材料较差的动力学和不稳定的晶体结构降低了电极材料的容量性能和循环稳定性。介绍了钒基氧化物正极材料的储能机理,综述了嵌入工程、缺陷工程以及合成复合材料等提高钒基氧化物正极材料电化学性能的方法,并展望了其未来的发展前景。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 正极材料 钒基氧化物 改性
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用于高性能水系锌离子电池正极材料的富1T-MoS_(2)纳米薄片的制备及性能
7
作者 樊鹏阳 樊姗 +5 位作者 戴勤进 郑晓英 董伟 王梦雪 黄小潇 张永 《无机化学学报》 北大核心 2025年第4期675-682,共8页
通过一步水热法成功制备了一种水系锌离子电池正极材料——富1T相的MoS_(2)(1T'-MoS_(2))。表征结果与密度泛函理论(DFT)模拟计算表明,1T'-MoS_(2)的电导率明显高于2H-MoS_(2),并且含有丰富的硫缺陷。这有助于大幅提升离子扩散... 通过一步水热法成功制备了一种水系锌离子电池正极材料——富1T相的MoS_(2)(1T'-MoS_(2))。表征结果与密度泛函理论(DFT)模拟计算表明,1T'-MoS_(2)的电导率明显高于2H-MoS_(2),并且含有丰富的硫缺陷。这有助于大幅提升离子扩散速率和电荷转移速率,优化材料的电化学和动力学性能。因此,采用1T'-MoS_(2)组装的电池在0.1 A·g^(-1)的电流密度下,首次放电容量高达202 mAh·g^(-1)。此外,在大电流密度下(1 A·g^(-1)),其经过500次恒电流充放电循环后,电池的容量保持率为92%,显示出较高的容量和长循环稳定性。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 1T-MoS_(2) 硫缺陷 正极材料
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水系锌离子电池正极材料研究进展
8
作者 李丕栾 吴秋怡 丁翔 《电源技术》 北大核心 2025年第8期1574-1582,共9页
水系锌离子电池(AZIBs)作为一种新兴的后锂离子电池技术,具有较低的氧化还原电位、理论容量较高、资源丰富、环保性好和安全性高等优点,因其独特的优势在大规模储能系统中展现出巨大的应用潜力。AZIBs正极材料作为储存Zn^(2+)的宿主材料... 水系锌离子电池(AZIBs)作为一种新兴的后锂离子电池技术,具有较低的氧化还原电位、理论容量较高、资源丰富、环保性好和安全性高等优点,因其独特的优势在大规模储能系统中展现出巨大的应用潜力。AZIBs正极材料作为储存Zn^(2+)的宿主材料,其种类和结构决定了电化学反应机理,在很大程度上决定了电池的输出电压、倍率性能、能量以及循环寿命。因此,为了提高AZIBs的工作效率,开发电化学性能优异的正极材料具有重大意义。通过对相关文献的探讨,阐述了AZIBs的主要正极材料体系锰基正极、钒基正极、有机正极和普鲁士蓝类似物的研究进展,展示了该领域当前的发展现状并对AZIBs正极材料技术化未来研究方向进行了展望,希望能为AZIBs正极材料在下一代储能领域的广泛应用提供参考,助力开发出高性能正极材料。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 锰基正极 钒基正极 有机正极 普鲁士蓝类似物
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用于水系锌离子电池的富氧缺陷α-MnO_(2)电极材料的制备及其性能研究
9
作者 韩洋 樊姗 +3 位作者 戴勤进 严宇琪 樊鹏阳 郑晓英 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期155-159,166,共6页
电导率差,不可逆的结构转变和缓慢的反应动力学限制了MnO_(2)在水系锌离子电池中的应用。采用水热法制备了具有富氧缺陷的α-MnO_(2)电极材料。富氧缺陷的α-MnO_(2)电极优化了电子结构,增加了材料表面活性位点,提高了正极材料的电化学... 电导率差,不可逆的结构转变和缓慢的反应动力学限制了MnO_(2)在水系锌离子电池中的应用。采用水热法制备了具有富氧缺陷的α-MnO_(2)电极材料。富氧缺陷的α-MnO_(2)电极优化了电子结构,增加了材料表面活性位点,提高了正极材料的电化学性能。以α-MnO_(2)为正极材料组装的水系锌离子电池在电流密度0.1A/g条件下放电比容量高达210.47mAh/g,容量保持率为122.6%,表现出优异的电化学性能和循环稳定性。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 氧缺陷 α-MnO_(2) 电化学活性 倍率性能
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聚阴离子COFs基复合膜稳定水系锌离子电池负极的研究
10
作者 冷杨 黄硕 +2 位作者 桂凯旋 闫文其 刘琪 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期1900-1909,共10页
水系锌离子电池(AZIBs)因其低成本、无毒性及高理论容量等优势,被视为大规模和长期储能领域的理想之选。然而,锌负极不可控地枝晶生长、表面腐蚀和析氢反应等问题,严重限制了AZIBs的实际应用。本工作提出了一种通过聚阴离子共价有机骨架... 水系锌离子电池(AZIBs)因其低成本、无毒性及高理论容量等优势,被视为大规模和长期储能领域的理想之选。然而,锌负极不可控地枝晶生长、表面腐蚀和析氢反应等问题,严重限制了AZIBs的实际应用。本工作提出了一种通过聚阴离子共价有机骨架(COFs)纳米片涂覆PP隔膜制备复合隔膜设计,旨在稳定锌负极。所制备的COFs材料具有独特的纳米孔径和丰富的阴离子基团,能够有效筛选离子,抑制SO_(4)^(2-)的迁移,并均匀化Zn^(2+)通量,诱导Zn^(2+)在(002)晶面的择优取向,从而实现了Zn^(2+)的均匀沉积。因此,使用复合隔膜可实现高锌离子的迁移数(0.68)和较高的电导率(13.8 mS/cm)。基于该隔膜组装的对称电池在1 mA/cm^(2)、1 mAh/cm^(2)条件下,展现出超过600 h的循环稳定性,表现出高度可逆的电镀/剥离行为。此外,使用NaV_(3)O_(8)·1.5H2O作为正极材料的全电池,表现出高的初始容量(261.5 mAh/g)且可稳定循环超过900圈。该研究为水系电池的隔膜设计提供了新思路,为高容量、无枝晶和规模化应用的水系锌离子电池的实现奠定了基础。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 聚阴离子COFs 锌枝晶 电化学性能
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水系锌离子电池正极材料的研究进展 被引量：1
11
作者 周世彬 解胜利 +3 位作者 王淼 苟建霞 赵卫民 董士花 《电池》 北大核心 2025年第2期376-381,共6页
容量不足且循环稳定性差的正极材料是阻碍水系锌离子电池应用的重要问题。从锰基化合物、钒基化合物和普鲁士蓝类似物(PBA)等正极材料研究现状出发,综述和分析通过离子掺杂、表面改性和结构优化等方法提高正极材料比容量和循环稳定性等... 容量不足且循环稳定性差的正极材料是阻碍水系锌离子电池应用的重要问题。从锰基化合物、钒基化合物和普鲁士蓝类似物(PBA)等正极材料研究现状出发,综述和分析通过离子掺杂、表面改性和结构优化等方法提高正极材料比容量和循环稳定性等的研究进展及面临的问题,并从材料选择、结构设计等方面对发展前景进行展望。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 正极材料 锰基化合物 钒基化合物 普鲁士蓝类似物(PBA) 离子掺杂 表面改性 结构优化
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水系锌金属电池锌粉负极研究进展:微观修饰与宏观设计
12
作者 贾欣媛 张先福 张隆 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第3期913-929,共17页
锌粉作为水系锌金属电池的负极材料之一,因其成本低廉且在实际应用中能够实现较高的锌利用率而受到广泛关注。然而,锌粉的球形微观结构导致的高比表面积及高电化学活性使得锌粉负极在循环过程中易产生枝晶、发生析氢和腐蚀等副反应,严... 锌粉作为水系锌金属电池的负极材料之一,因其成本低廉且在实际应用中能够实现较高的锌利用率而受到广泛关注。然而,锌粉的球形微观结构导致的高比表面积及高电化学活性使得锌粉负极在循环过程中易产生枝晶、发生析氢和腐蚀等副反应,严重影响综合电化学性能。本文系统总结了水系锌金属电池锌粉负极的最新研究进展,重点介绍了其在微观修饰与宏观设计方面的改性策略。在微观层面,通过锌粉本体设计、复合锌粉负极构筑及导电网络构建等策略,降低锌粉负极内部阻抗,减轻充放电过程中的体积膨胀,优化锌离子的沉积行为,从而提升其倍率性能和循环稳定性。在宏观层面,通过3D打印和静电纺丝等方法对锌粉材料的空间排列和结构布局进行高精度调控,进一步增强锌粉负极的有序性和功能性,显著改善了电池器件的循环稳定性和库仑效率。此外,流变设计策略通过缓解锌离子沉积应力,为抑制锌粉负极的副反应提供了新的思路。最后,展望了锌粉负极实现高性能和实用化的发展方向。重点强调了先进表征与理论计算对于深入理解锌粉负极失效机理的重要性;提出充分利用锌粉负极的优势,并协同多种改性策略,构筑高稳定性锌粉负极;同时提出突破规模化制备的技术与经济瓶颈是未来推动锌粉负极实用化发展的核心挑战,以期为高性能锌粉负极的进一步开发提供科学指导和理论支持。 展开更多
关键词 水系锌金属电池 锌粉负极 微观修饰 宏观设计
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水系锌离子电池凝胶电解质改性研究进展
13
作者 冯宇煊 燕映霖 《热加工工艺》 北大核心 2025年第17期167-173,共7页
凝胶电解质兼具液态电解质和固态电解质的优点,水系锌离子电池凝胶电解质是目前领域内的研究热点和研究难点。综述了水系锌离子电池凝胶电解质的独特优势与主要类型,讨论了其主要研究方向,包括提高离子电导率、增强机械强度、改善界面... 凝胶电解质兼具液态电解质和固态电解质的优点,水系锌离子电池凝胶电解质是目前领域内的研究热点和研究难点。综述了水系锌离子电池凝胶电解质的独特优势与主要类型,讨论了其主要研究方向,包括提高离子电导率、增强机械强度、改善界面稳定性和实现多功能。同时,论述了凝胶电解质在水系锌离子电池中的前沿应用,包括柔性水系锌离子电池、抗冻水系锌离子电池和耐温阻燃水系锌离子电池。最后,指出凝胶电解质在规模化生产、电化学性能、力学性能等方面的不足与挑战,展望了未来在新材料探索、组件协同优化和工业化应用技术研发等方向的发展前景,为后续研究提供参考。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 凝胶电解质 聚合物 生物质
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纤维状水系锌离子电池的研究进展与展望
14
作者 韩力杰 刘樊 张其冲 《纺织学报》 北大核心 2025年第5期59-69,共11页
纤维状锌离子电池(FAZIBs)在推动智能纤维材料及智能可穿戴纺织品的发展中具有重要作用。为推动其在智能可穿戴设备中的高效应用,系统梳理了FAZIBs的基本工作原理、研究现状及未来发展趋势。首先,阐述了FAZIBs的储锌机制,并对FAZIBs的... 纤维状锌离子电池(FAZIBs)在推动智能纤维材料及智能可穿戴纺织品的发展中具有重要作用。为推动其在智能可穿戴设备中的高效应用,系统梳理了FAZIBs的基本工作原理、研究现状及未来发展趋势。首先,阐述了FAZIBs的储锌机制,并对FAZIBs的材料选择进行了深入讨论,包括锰基、钒基、普鲁士蓝类似物及有机材料,同时分析了这些材料对电池性能的直接影响;介绍了纤维电极的3种核心制备技术:原位生长技术、表面涂覆技术和湿法纺丝技术。同时,系统性地描述了FAZIBs的3种典型器件结构:平行结构、缠绕结构和同轴结构,并分析了这些结构对电池性能、稳定性和可穿戴性的影响。最后,针对FAZIBs在智能可穿戴设备中的应用挑战及未来发展方向,明确了多功能化、可扩展性和大规模生产等关键问题,并提出了未来的研究重点,包括提升能量密度、延长电池寿命以及增强器件稳定性,以促进FAZIBs在智能可穿戴纺织品领域的广泛应用。 展开更多
关键词 纤维状水系锌离子电池 可穿戴设备 智能纺织品 电极材料 器件结构
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氮掺杂碳纳米线负载MnO纳米粒子作为水系锌离子电池正极的性能研究
15
作者 何盈盈 卢维鹏 +2 位作者 陈利君 丁皓东 余添 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期9139-9148,共10页
水系锌离子电池(AZIBs)因锌的氧化还原电位低、能量密度高而有巨大的应用前景,其中储存Zn^(2+)的宿主正极决定了电池的放电性能和循环稳定性。以含有3个羧基的次氮基三乙酸(Nitrilotriacetic acid,NTA)为配体,通过简单的调整Mn^(2+):NT... 水系锌离子电池(AZIBs)因锌的氧化还原电位低、能量密度高而有巨大的应用前景,其中储存Zn^(2+)的宿主正极决定了电池的放电性能和循环稳定性。以含有3个羧基的次氮基三乙酸(Nitrilotriacetic acid,NTA)为配体,通过简单的调整Mn^(2+):NTA的比例,制备了3种一维纳米线结构聚合物,并经煅烧处理中得到了3种氮掺杂碳纳米线负载不同粒径MnO材料MnO/NC-x。其中Mn^(2+)∶NTA比例为0.5时制备的MnO/NC-0.5中MnO粒径最小,且均匀的分散于纳米线表面。该材料作为AZIBs正极展现了卓越的离子扩散性和导电性等动力学特征。在2 A/g的高电流密度下该材料显示出158 mAh/g的倍率性能,并在1 A/g的条件下经历1000个循环后仍有96%的容量保持率,表现出卓越的循环稳定性。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 正极材料 一氧化锰 氮掺杂碳纳米线
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水系锌金属负极生物质炭功能涂层的制备及应用 被引量：1
16
作者 张彤 钟庆森 +4 位作者 郭辉 甄淑冰 徐敬渝 曹柏忠 金标 《电源技术》 北大核心 2025年第2期416-423,共8页
通过构建具有超高比表面积和丰富活性位点的高导电疏水生物质炭功能涂层对水系锌离子电池锌负极进行改性,有效提升了锌负极的稳定性。保护层不仅为锌离子的均匀沉积提供了丰富的活性位点,增强了锌沉积动力学,还通过强疏水性有效抑制了... 通过构建具有超高比表面积和丰富活性位点的高导电疏水生物质炭功能涂层对水系锌离子电池锌负极进行改性,有效提升了锌负极的稳定性。保护层不仅为锌离子的均匀沉积提供了丰富的活性位点,增强了锌沉积动力学,还通过强疏水性有效抑制了析氢等副反应的发生。因此,改性后的锌负极表现出极其持久的亲锌特性和不断下降的界面阻抗。结果表明,由改性锌负极组成的对称电池在1 mA/cm^(2)电流密度和1 mAh/cm^(2)容量密度的条件下可稳定循环1100 h以上,远高于未改性的锌离子电池。此外,Zn/MnO_(2)全电池的循环寿命和容量保持率也得到了显著提高。 展开更多
关键词 生物质炭 水系锌离子电池 负极 界面修饰
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水系锌离子电池负极改性策略研究进展 被引量：3
17
作者 徐杰 阮挺婷 +2 位作者 马全新 孙蓉 路胜利 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期513-526,共14页
水系锌离子电池因其安全性高、离子导电率高、理论比容量高、成本低廉等优点,成为一类颇有前景的规模化储能材料。然而,锌负极在充放电过程中难以避免会出现枝晶生长和析氢腐蚀等棘手问题,严重制约了水系锌离子电池的循环寿命与实际应... 水系锌离子电池因其安全性高、离子导电率高、理论比容量高、成本低廉等优点,成为一类颇有前景的规模化储能材料。然而,锌负极在充放电过程中难以避免会出现枝晶生长和析氢腐蚀等棘手问题,严重制约了水系锌离子电池的循环寿命与实际应用的推广。本文首先分析了上述关键问题的成因和基本机制,系统阐述了目前锌负极的改性策略的4个方向,包括:负极材料构筑、涂层表面钝化、隔膜改性、电解液优化,重点论述了4类改性策略的设计要点与改性原理,并对锌负极的发展趋势进行了展望,为推动高性能水系锌离子电池发展提供参考。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 锌负极 锌枝晶 涂层 隔膜 电解液
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VO_(2)·xH_(2)O纳米棒用于水系锌离子电池正极材料 被引量：3
18
作者 蒋玲玲 陆月朋 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2024年第6期48-54,共7页
具有优异电化性能、环境友好和低成本的水性锌离子电池(AZIBs)已经成为有前途的储能器件。然而,缓慢的传输动力学和不稳定的主体结构是高性能AZIBs先进正极材料开发的主要障碍。在此,利用四甲酰基苯硼酸与五氧化二钒之间的反应作用,通... 具有优异电化性能、环境友好和低成本的水性锌离子电池(AZIBs)已经成为有前途的储能器件。然而,缓慢的传输动力学和不稳定的主体结构是高性能AZIBs先进正极材料开发的主要障碍。在此,利用四甲酰基苯硼酸与五氧化二钒之间的反应作用,通过简单的一步水热反应制备出含有氧缺陷的水合二化钒(VO_(2)·xH_(2)O)纳米棒。采用XRD、Raman、FTIR、SEM、XPS表征了VO_(2)·xH_(2)O的形貌和结构。VO_(2)·xH_(2)O纳米棒用作AZIBs的正极材料展现了优异的储锌性能,主要归因于材料的高效传输动力学和丰富的反应位点。在0.5/5.0 A·g^(-1)电流密度下可提供314/199 mAh·g^(-1)的高放电比容量。本论文提供了一种简单合成高性能AZIBs正极材料的方法,也为其他新型正极材料的设计提供了科学指导。 展开更多
关键词 氧缺陷工程 正极材料 水系锌离子电池 钒基材料
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水系锌离子电池宽温域性能的电解质改性策略研究进展 被引量：1
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作者 程羽 何灵均 +7 位作者 林楚园 林慧 肖富玉 赖文斌 钱庆荣 黄晓霞 陈庆华 曾令兴 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期349-364,共16页
在资源短缺、能源需求倍增的当今世界,水系锌离子电池(AZIBs)作为一种大规模储能技术以其具有高安全性、低成本、高容量和快速充放电等优势脱颖而出。随着对能源多元化应用场景的增加,AZIBs被开发并应用于多种极端环境。然而,电池中的... 在资源短缺、能源需求倍增的当今世界,水系锌离子电池(AZIBs)作为一种大规模储能技术以其具有高安全性、低成本、高容量和快速充放电等优势脱颖而出。随着对能源多元化应用场景的增加,AZIBs被开发并应用于多种极端环境。然而,电池中的自由水分子会引发一系列的不良反应,导致电池出现容量下降和寿命缩短的问题。在低温条件下,溶剂水的冻结会引起AZIBs的离子电导率降低、电荷转移阻抗增加,导致电池速率性能下降。在高温条件下,溶剂水的快速蒸发会产生气泡和气体膨胀,水诱导的副反应加剧,同时电极材料也会出现腐蚀和溶解,从而影响电池寿命。针对这些挑战,在这篇综述中,分别总结了针对水系锌离子电池在高温与低温下的研究进展,提出了适用于低温、高温以及同时适用于高低温的电解质策略,重点研究了高浓度电解质、凝胶电解质、电解质添加剂和共晶电解质降低电解质凝固点、提高低温电化学性能的机理,并对进一步提高水系锌离子电池的宽温域性能和工业应用进行了展望。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 低温 高温 高浓度电解质 凝胶电解质 添加剂
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锰基正极材料在水系锌离子电池中的挑战及性能提升策略 被引量：1
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作者 秦豆豆 丁俊阳 +6 位作者 梁初 刘倩 冯立纲 罗扬 胡广志 罗俊 刘熙俊 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第10期20-28,共9页
锌离子电池(ZIBs)由于其安全性、可持续性、成本效益和高能量密度而越来越受欢迎,有望成为锂离子电池(LIBs)的替代品。目前对锌离子电池已经进行了广泛的研究。然而,锰基正极材料在锌离子电池中的应用带来了挑战,特别是金属溶解和材料... 锌离子电池(ZIBs)由于其安全性、可持续性、成本效益和高能量密度而越来越受欢迎,有望成为锂离子电池(LIBs)的替代品。目前对锌离子电池已经进行了广泛的研究。然而,锰基正极材料在锌离子电池中的应用带来了挑战,特别是金属溶解和材料不稳定性等问题。这些挑战导致电池循环稳定性较差,阻碍了锌离子电池发展的进程。本文概述了锌离子存储机制,阐明了锰基正极材料面临的挑战,并提出了改善其性能的优化策略。最后,讨论了锰基正极材料的潜力。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 锰基化合物 阴极材料 存储机制 优化策略
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