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材料院研究團(tuán)隊(duì)在《Advanced Functional Materials》上發(fā)表研究成果
來(lái)源：材料院通訊員：楊澤宇攝影： 編輯：尹申申審核：襲開(kāi)國(guó)、孟國(guó)忠、徐勇瀏覽：時(shí)間：2025-03-21
【南林新聞中心訊】近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院陳繼章教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊《Advanced Functional Materials》（影響因子：18.5）在線發(fā)表了題為“Zinc Monofluorophosphate: a New Zinc-Ion Conductor for Constructing Solid Electrolytes and In-Situ Modifying Zinc Metal Electrodes”的研究論文（文章鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202423309）。南京林業(yè)大學(xué)為第一完成單位和唯一通訊單位，材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生余靜萱為論文的第一作者。該研究得到江蘇省自然科學(xué)基金、江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金等經(jīng)費(fèi)資助。
大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在緩解可再生能源固有間歇性和用戶(hù)端需求頻繁波動(dòng)的問(wèn)題中起到不容忽視的關(guān)鍵作用。在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，水系鋅離子電池因具有成本效益高、安全性強(qiáng)、功率密度大和環(huán)境友好等顯著優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。然而，鋅離子電池仍面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其是鋅電極表面易形成鋅枝晶、發(fā)生腐蝕和析氫反應(yīng)等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了其使用壽命。
針對(duì)這些挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新型鋅離子導(dǎo)體—單氟磷酸鋅（ZPOF）。ZPOF具有較高的離子電導(dǎo)率，能夠促進(jìn)鋅離子傳輸，提高電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。此外，ZPOF還表現(xiàn)出優(yōu)異的親鋅性，有助于實(shí)現(xiàn)鋅的均勻沉積。通過(guò)結(jié)合ZPOF和羧甲基纖維素構(gòu)建了固態(tài)電解質(zhì)膜，實(shí)現(xiàn)了較為穩(wěn)定的固態(tài)鋅離子電池。此外，通過(guò)簡(jiǎn)便技術(shù)在鋅電極表面原位生成均一且緊密貼合的ZPOF保護(hù)層，有效抑制了鋅電極表面的一系列有害現(xiàn)象。采用改性的ZPOF@Zn電極，使鋅//鋅對(duì)稱(chēng)電池在10 mA/cm2和25 mAh/cm2（DOD達(dá)到85.4%）的極端條件下具有高于550 h的循環(huán)壽命，并使鋅碘電池在N/P比為1.4的條件下循環(huán)10000次后仍保持97.8%的初始容量。該研究不僅為鋅基電池的性能提升提供了新的解決方案，還為金屬基電池的保護(hù)層設(shè)計(jì)和固態(tài)電解質(zhì)開(kāi)發(fā)提供了有益參考。
