ослідницька група в Інституті фізичних наук Хефей (HFIPS) Академії наук Китаю (CAS) на чолі з професором Чжао Банчуанем розробила високоефективну водну цинк-іонну батарею з надтривалим терміном служби в слабкому магнітному полі.
Водні цинк-іонні акумулятори є недорогою та безпечною альтернативою літій-іонним акумуляторам із високою теоретичною ємністю. Однак обмежені електрохімічні характеристики катодного матеріалу та зростання цинкового дендрита на аноді зменшують щільність енергії та циклічний термін служби водної цинк-іонної батареї. Щоб розробити кращі водні цинк-іонні батареї, важливо розробити катоди з високою щільністю енергії та придушити ріст цинкових дендритів.
Схематичне зображення та електрохімічні характеристики Zn-VS2 AZIB. (a) Схематичне зображення конфігурації Zn-VS2 AZIB. (b) Ефективність наддовгого циклу багатого на вакансії Zn-VS 2 AZIB. (c) Графіки Рагона багатого на вакансії VS2 порівняно з іншими катодами. (d) Оптичне фото світлодіодної лампи, що живиться від акумуляторів Zn-VS2. Авторство: Мао Юньцзе
У цьому дослідженні команда подолала обмеження існуючих катодних матеріалів і проблему росту дендритів цинку. Вони використовували одноетапний гідротермальний метод з електрохімічною інженерією дефектів на місці для створення матеріалу VS2. Цей матеріал мав велику кількість дефектів, які ефективно зменшували електростатичну взаємодію між іонами цинку та VS2. Це дозволяло тривимірне транспортування Zn 2+ уздовж площини ab і осі c, що дало чудову швидкість.
езважаючи на те, що циклічна стабільність залишалася проблемою через ріст дендритів, команда виявила, що введення зовнішнього магнітного поля пригнічує ріст і значно збільшує термін служби батареї. Працюючи в умовах слабкого магнітного поля, високоефективна батарея Zn-VS 2 продемонструвала надтривалий термін служби та забезпечила високу щільність енергії та щільність потужності.
На думку команди, ця робота може мати значні наслідки для майбутнього технології зберігання енергії. Джерело