鋅作為一種環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的負(fù)極材料具有廣泛應(yīng)用的潛力，有待于解決活性物質(zhì)損失和形狀變化引起的可充性問題。

近日，桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室Timothy N. Lambert（通訊作者）等人在材料研究頂級期刊Adv. Energy. Mater.上發(fā)表了題為”High Depth-of-Discharge Zinc Rechargeability Enabled by a Self-Assembled Polymeric Coating”的研究性論文。

NC-Celgard隔膜制備示意圖

一個(gè)自組裝的Nafion涂層Celgard 3501(NC-Celgard)隔膜被證明能夠使鋅負(fù)極在高放電深度(DOD_Zn)的堿性電解液中獲得前所未有的循環(huán)壽命。使用面積容量為60 mAh cm^-2的商用高能量密度電極，在20% DOD_Zn電池下測試的Zn-Ni電池可實(shí)現(xiàn)200次以上的循環(huán)，而50% DOD_Zn電池在失效前可實(shí)現(xiàn)100次以上的循環(huán)。

商用隔膜和NC-Celgard的氫氧化物濃度(摩爾)與時(shí)間的關(guān)系20%和50%的DOD電池在其生命周期中平均每周分別提供132和180 Wh L^-1的能量。這項(xiàng)工作證明了選擇性隔膜在不增加系統(tǒng)體積或復(fù)雜性的情況下提高能量密集型鋅電極的循環(huán)壽命的有效性。

隔膜的電化學(xué)性能測試

High Depth-of-Discharge Zinc Rechargeability Enabled by a Self-Assembled Polymeric Coating(Adv. Energy Mater, 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101594)