沸石分子筛膜可降低长寿命充电锌电池水分活度延长使用次数

METER Group, Inc.北京办事处

2021/08/12 20:31

水性电解质在电池安全运行、绿色经济和先进电池技术的低生产成本方面具有主要优势。然而，水性电解质中的强水分活度会引发析氢反应和电极上的寄生钝化，从而导致电解质/电极界面中的离子不良传输。最近日本的国家先进工业科学技术研究所和筑波大学的研究人员提出了沸石分子筛改性（沸石改性）水性电解质以降低水活度及其副反应。拉曼光谱揭示了一种高度侵蚀性的溶剂化构型，并显着抑制了对单个水分子的水活度。模拟和电化学行为证明沸石改性的锌负极电解液析氢更少，抗腐蚀性能更好。因此，锌 (Zn) 阳极涉及较少的副反应，并发展成紧凑的沉积形态，锌阳极积累了浅层副产物。

此外，沸石改性电解质有利于对称 Zn||Zn 电池在 0.8 mA cm^-2 下的循环寿命达到 4765 小时，锌-VO₂纽扣电池达到 3000 次循环，软包电池达到 100 次循环。沸石分子筛成熟的生产工艺和低成本将极大地有利于未来在工程方面的放大应用。