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贵州大学秦舒浩&贵州民族大学张道海等ACS:新型COF-PVA凝胶电解质,提升锌离子电池安全性与稳定性
发布时间:2024-11-12

这篇论文研究了一种新型的共价有机框架(COF)聚乙烯醇(PVA)混合凝胶电解质,用于制备无枝晶锌离子电池。研究团队通过在COF表面引入磺酸基团来增强电解质中Zn2+离子与偶极子之间的相互作用,从而提高离子导电性和实现稳定的Zn2+电镀与剥离。由于COF材料本身具有优异的热稳定性,这种混合凝胶电解质展现出了高机械强度和良好的耐热性,能够在50°C下稳定循环超过1000小时,且容量保持率不超过75%。


研究中使用了三相界面聚合方法在室温下制备了高度有序且带负电荷的磺化COF纳米片(TpPa-SO3H),并将其与PVA混合以制备TpPa-SO3H混合凝胶电解质(SP)。这种混合凝胶电解质的制备方法提高了电解质的机械性能和保水能力,同时减少了水分流失率。通过实验,研究人员发现,这种混合凝胶电解质能够有效地抑制锌枝晶的生长,提高锌离子电池的安全性和稳定性。


此外,研究人员还测试了这种凝胶电解质在不同条件下的电化学性能,包括离子导电性、电化学稳定性窗口、以及在不同电流密度下的充放电性能。实验结果表明,这种凝胶电解质在室温和50°C下均展现出良好的电化学性能,具有较高的比容量和稳定的循环性能。


总的来说,这项研究为开发具有高耐热性、高稳定性的无枝晶锌离子电池提供了新的思路和方法,对于推动锌离子电池技术的发展具有重要意义。

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c03227