天津大学实验室提出稳定、高能锌锰电池的设计方案
时间:2020-04-04 14:26来源:OFweek锂电 作者:jason
点击:
次
全球对可充电电池的需求在过去10年左右呈指数级增长，因为它们需要为智能手机、笔记本电脑、平板电脑、智能手表和健身追踪器等越来越多的便携式电子设备提供动力。为了更有效地工作，可充电电池应该具有较高的能量密度，同时也应该是安全、稳定和环保的。
虽然锂离子电池是目前最广泛使用的可充电储能系统之一，但它们含有易挥发的有机电解质，这大大降低了它们的安全性。
最有希望替代锂电池的是基于不易燃和低成本的水基电解质的电池，如铅酸电池和锌锰电池。这些电池有许多优点，包括安全性更高、生产成本更低。然而，到目前为止，它们的性能、工作电压和可充电性与锂电池相比都有一定的局限性。
天津大学高级陶瓷与加工技术教育部重点实验室、天津复合材料与功能材料重点实验室的研究人员最近提出了一种新的设计策略，可以提高锌锰氧化物（Zn－MnO2）电池的性能。他们在《自然能源》杂志上发表的一篇论文中提出的方法，是将电池内部的电解质解耦，从而在锌和二氧化锰电极上实现最佳氧化还原化学反应。
研究人员之一钟教授（音译）表示：“我们的论文是在无意中完成的，当我们用新电沉积的MnO2组装碱性锌锰电池时，MnO2表面有一些残留的H2SO4。组装的电池比传统的Zn－MnO2电池显示出更高的放电电压，这鼓励我们把东西剥离到基本的东西，为我们的研究奠定基础。”
钟教授团队发现，他们的解耦电解质策略可以使开路电压为2.83 V的Zn－MnO2电池性能更好。考虑到更传统的Zn－MnO2电池的电压通常为1.5V，这结果相当有前途。
使用他们的电解解耦策略制造的电池，在连续使用和充电200小时后，电池容量仅下降了2％。此外，在各种放电电流密度下，电池仍能保持100％的容量。值得注意的是，研究人员证明，用他们的方法制造的电池也可以与风能和光伏混合动力系统集成，这进一步提高了电池的可持续性。
钟教授解释说：“电解解耦策略的目的是同时实现锌和二氧化锰电极的最佳氧化还原化学反应。”将MnO2阴极和Zn阳极的工作条件解耦，使酸性MnO2和碱性Zn氧化还原反应在单细胞内同时进行。由此得到的DZMB电池比传统的碱性锌锰电池具有更高的工作电压和更长的循环寿命。”
在未来，钟教授和他的同事提出的新设计策略可以用于生产新的Zn－MnO2电池，这种电池成本低且安全，但同时具有极高的开路电压和更长的循环寿命。值得注意的是，同样的策略也可以用于提高其他锌基水电池的性能，包括那些含有锌－铜和锌－银组合物的电池。
钟教授说：“由于目前最先进的离子选择性膜的成本和性能仍不理想，我们未来的研究将集中在不使用这种膜的解耦设计上。
免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜欢
-
密歇根大学列出锂金属固态电池的主要问题 以推动其商业化发展
2021-06-07 08:38 -
南京大学金钟课题组设计介观结构锂负极材料用于高比能锂金属电池
2021-06-04 08:53 -
得州农工大学开发新型无金属多肽电池 可根据要求进行降解
2021-05-15 13:19 -
哈佛大学团队打造新型固态锂金属电池：10-20分钟为电动汽车充满电
2021-05-14 10:53 -
阿尔托大学开发电池回收新方法 不需要破碎或溶解电池
2021-05-11 21:28 -
花王与大学合作研发用汗水发电的生物电池
2021-05-07 09:15 -
昆士兰大学开发新型石墨烯-铝电池 比当前锂离子电池的寿命长3倍
2021-04-29 08:47 -
吉林大学于吉红院士科研团队在固态锂空电池研发方面取得重要进展
2021-04-23 09:57 -
四川大学在下一代高性能锂离子电池研究方面取得新进展
2021-04-14 09:13 -
牛津大学、牛津仪器和亨利·罗伊斯研究所达成合作 加速开发下一代电池
2021-03-17 08:31
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
专题
相关新闻
-
密歇根大学列出锂金属固态电池的主要问题 以推动其商业化发展
2021-06-07 08:38 -
南京大学金钟课题组设计介观结构锂负极材料用于高比能锂金属电池
2021-06-04 08:53 -
得州农工大学开发新型无金属多肽电池 可根据要求进行降解
2021-05-15 13:19 -
哈佛大学团队打造新型固态锂金属电池：10-20分钟为电动汽车充满电
2021-05-14 10:53 -
阿尔托大学开发电池回收新方法 不需要破碎或溶解电池
2021-05-11 21:28 -
花王与大学合作研发用汗水发电的生物电池
2021-05-07 09:15 -
昆士兰大学开发新型石墨烯-铝电池 比当前锂离子电池的寿命长3倍
2021-04-29 08:47 -
吉林大学于吉红院士科研团队在固态锂空电池研发方面取得重要进展
2021-04-23 09:57
本月热点
-
2020年锂电池行业研究报告
2021-05-11 11:24 -
突发｜深圳一锂电企业停止经营、解散员工！
2021-05-11 10:02 -
4月我国动力电池装车量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack内铁锂和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充电中性锌空气电池：进展，挑战和未来
2021-05-19 10:59 -
揭开赣锋锂业的家底
2021-06-03 09:46 -
“电池荒”来袭，生产纯电动汽车的车企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
关于征集《锂离子电池用连续式真空干燥系统技术规范》等两项行业标准的函）征求意见程序
2021-05-31 22:53
企业微信号
微信公众号