双功能铜铟合金界面层助力Ah级锌金属软包电池

日期： 2024-11-11

浏览次数: 102

来源：厦门大学化学化工学院

近日，我院赵金保教授/杨阳副教授团队在锌金属电池负极界面设计的研究中取得新进展，相关成果以“Synergetic Bifunctional Cu-In Alloy Interface Enables Ah-Level Zn Metal Pouch Cells”为题发表在Nature communications期刊（DOI: 10.1038/s41467-024-53831-z）。

可充电水系锌金属电池（AZMBs）已经成为下一代大规模电化学储能技术的备选方案之一。然而，锌负极侧严重的枝晶生长、析氢副反应（HER）以及惰性副产物积累严重阻碍了其实用化进程。此外，对于实用化的软包电池构型（>1 Ah），锌负极侧在扣式电池中可忽略的微小缺陷会因为更大的面积以及更小的外部压力被放大，导致电池快速失效。基于此，赵金保教授/杨阳副教授团队通过一种简易的化学共置换手段，在锌负极表面构筑了一层三维的Cu-In合金界面，同时实现了锌成核和析氢的协同调控。理论计算和实验结果表明，这种双功能的Cu-In合金界面分别继承了来自铜和铟的低锌成核过电位和高析氢过电位的优点。在Cu-In合金的协同改性下，对称电池运行寿命达到一年以上，电压滞后仅为6 mV。最重要的是，得益于可靠的协同调节效果以及易扩展的制备方式，CuIn@Zn负极成功地与高负载碘正极匹配，从而实现了稳定循环（>1700圈）的安时级（1.1 Ah）叠片软包电池，为开发实用化的锌金属电池提供了新的思路。

该工作在我院赵金保教授和杨阳副教授指导下完成，我院2022级博士研究生张明浩为论文第一作者。我院研究生孙晨曦、陈冠红、亢元红、吕泽恒、杨锦、李思洋、林鹏翔、唐溶，以及广东工业大学李成超教授和温志鹏博士参与并协助工作完成。此外，我院乔羽教授和博士生唐泳麟，以及昆明理工大学李雪教授和博士生杨文豪对本工作部分测试提供了支持。该论文得到国家自然科学基金（22379125、22109030、22021001），中央高校基本科研业务费（20720220073）、云南省重点研发计划项目（202103AA080019）、福建省对外合作项目（2022I0002）等，以及嘉庚创新实验室和固体表面物理化学国家重点实验室的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53831-z

上一篇：北理工张中伟教授团队《Part B》：具有原位自增密效果的陶瓷基复合材料快速制备下一篇：福建物构所锰基有机金属卤素杂化闪烁体研究取得重要进展

Hot News / 相关推荐

圆偏振发光材料中不对称因子与量子产率之间的平衡

2025 - 09 - 09

点击次数: 12

来源：X-MOL圆偏振发光(Circularly Polarized Luminescence, CPL)是一种兼具手性与发光特性的独特光学现象。由于其能够输出左右旋圆偏振光，CPL 材料不仅在基础研究中备受关注，也在 3D 显示、信息加密、生物医学和新型光电器件等前沿领域展现出广阔应用前景。然而，在实际研究与器件开发中，CPL材料往往面临一个长期存在的难题：如何在保证高发光不对称因子(lumin...

稀土二维金属有机框架用于多模信息加密

2025 - 09 - 09

点击次数: 11

来源：X-MOL二维发光金属有机框架（2D MOFs）是一类具有层状结构的先进功能材料，因其独特的层状结构和优异的光学性能，在光电器件、传感及信息存储等领域具有广泛的应用前景。然而，现有二维发光MOFs的研究主要集中于下转移发光领域，关于其上转换发光的研究非常稀缺。这一局限性使得该类材料难以响应近红外光等低能量光源，极大限制了其在高端防伪等领域的应用。上转换发光技术能够实现“低能量激发-高能量发射...

源自八角核盘的五角八核-CO32−桥接六八核镧系元素-碱桶

2025 - 09 - 08

点击次数: 28

来源：X-MOL膦酸镧系碳酸盐笼因其刚性框架和金属离子的固有特性而在多功能分子基材料的开发中备受追捧。然而，膦酸盐和碳酸盐与镧系元素离子的协同配位限制了它们的系统探索。在这里，我们开发了一种有效的方法，通过逐步程序合成必要的具有三壳拓扑结构的膦酸镧系元素碳酸盐化合物，该方法采用涉及多个多组分系统组装的策略，针对独特的 C2 对称双腙基共配体。所得的八核核盘[Dy16K12（μ4-O 3PC10H...

Aclara获得美国500万美元资金开发重稀土

2025 - 09 - 08

点击次数: 28

来源：中国稀土网加拿大稀土生产商Aclara Resources从美国国际开发金融公司(DFC)获得了高达500万美元的项目开发资金，用于其在巴西的Carina重稀土项目。Aclara表示，这些资金将支持2025年7月启动的可行性研究，预计将于2026年第一季度末完成国际发展金融公司是一家美国政府机构，与私营部门合作，为全球战略投资调动资金。如果Aclara完成超过5000万美元的单轮融资，或在1...