通訊單位：馬里蘭大學，美國陸軍實驗室
由於金屬鋅理論容量大(820 mA h g–1)，電位低（−0.762 V versus NHE），低毒，安全且來源豐富，被認為是理想的水相電池負極材料。而限制其應用的關鍵因素在於不可逆性：低庫倫效率，枝晶生長，消耗大量的水。本文提出以高濃度Zn和Li鹽作為水相電解液，可以成功解決上述問題。這種特殊的電解液不僅可以在接近100%庫倫效率時確保無枝晶生成，而且可以利用大氣中的水，使得電池的密封構型不再是必要因素，鋅電池表現出前所未有的可塑性和可逆性。在採用LiMn2O4作為正極時，4000個循環之後仍能保持80%的容量，釋放180 W h kg–1。在以O2作為正極時，運作大於200個循環仍可釋放300 W h kg–1 (1,000 W h kg–1 based on the cathode) 。
圖文解析：
圖1. HCZE (1 m Zn(TFSI)2+ 20 m LiTFSI)中鋅負極的表徵.
圖2.LiTFSI濃度的影響
圖3. 鋅離子溶劑化結構的動力學模擬
圖4. Zn/LiMn2O4全電池的電化學性能
圖5. Zn/O2電池的電化學性能
王春生博士
美國馬里蘭大學教授。1995年浙江大學材料系博士畢業，1995-1997年浙江大學物理系博士後，1997年於浙江大學材料系任副研究員，1998-2003年赴美國德州農工大學的化學和化工系做博士後，2003-2007受聘田納西理工大學化工系任助理教授，2007年轉入馬里蘭大學化工系並與2012晉升為副教授。其主要研究方向為鋰離子電池、鈉離子電池、燃料電池和電化學技術。前後主持了美國國家自然科學基金(NSF)、美國國防部（DoD）、美國國家航空航天局(NASA)，美國能源部(DoE)等的相關項目，科研經費累計達400多萬美元。迄今已在Science, JACS, Nano Lett., Adv. Mater. ACS Nano 以及Nature Commun.等國際學術刊物發表論文110多篇，論文引用次數7500多次，單篇最高引用達660次，H因子為46。2013年獲馬里蘭大學工學院傑出研究獎。
課題組主頁：http://www.cswang.umd.edu/
注：部分內容來自網站，更多精彩內容請閱讀原文。
閱讀更多 研之成理 的文章
