中國儲能網(wǎng)訊：6月8日，記者從海南大學獲悉，該校海洋科學與工程學院海洋清潔能源創(chuàng)新團隊在電池循環(huán)性能提升研究上取得突破，相關成果發(fā)表在《先進功能材料》上。該研究通過采用鋅離子沸石基固體電解質，有效解決了傳統(tǒng)鋅離子電池中循環(huán)穩(wěn)定性差的難題，為無機固體電解質設計提供了新的理論與實踐依據(jù)。
鋅離子電池因安全性高、環(huán)保且成本低，在大規(guī)模儲能領域潛力巨大。然而，其鋅負極易出現(xiàn)析氫反應、腐蝕及生成惰性副產物，正極材料也存在溶解問題，極大限制了電池的循環(huán)壽命與廣泛應用。其中，電解質中過多的活性水分子是引發(fā)正負極問題的關鍵因素。
針對這一現(xiàn)狀，海南大學團隊將目光投向沸石材料。沸石具有規(guī)則孔徑、形狀以及高熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，其鋁氧四面體結構能促進離子平穩(wěn)傳輸，是理想的固體電解質候選材料。團隊利用鋅離子交換技術，成功制備出富含鋅離子的沸石基固體電解質。
實驗顯示，采用該固體電解質的電池展現(xiàn)出優(yōu)異性能。在負極，析氫、腐蝕和惰性副產物生成等問題得到有效抑制；在正極，材料溶解和釩離子穿梭現(xiàn)象顯著減少。同時，由于固體電解質中鋅離子遷移能壘低，正極實現(xiàn)了可逆的嵌入/脫出，進一步保障了結構穩(wěn)定性。以鋅-鋅沸石-十釩酸銨電池為例，在0.5A/g電流密度下循環(huán)1010圈后，容量保有率高達84.9%，而使用硫酸鋅電解質的電池在循環(huán)800圈后容量幾乎歸零。即便在60℃高溫環(huán)境下，新電池循環(huán)110次后仍能保持239.2mAh/g的高容量。
海洋科學與工程學院副教授史曉東介紹，團隊的這項研究成果不僅為解決鋅離子電池的關鍵問題提供了切實可行的方案，而且為無機固體電解質的設計開拓了新方向。未來，隨著相關技術的不斷優(yōu)化與完善，有望推動鋅離子電池在大規(guī)模儲能領域的廣泛應用，助力能源存儲技術的進一步發(fā)展。
