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支春义&汪冬红JACS：高性能锌电池！

来源：时间：2023-09-14 14:17:50 浏览：454次

第一作者：Ze Chen

通讯作者：支春义教授、汪冬红教授

通讯单位：香港城市大学、安徽工业大学

DOI: 10.1021/jacs.3c06488.

01

研究背景

硫族元素，特别是碲（Te）作为转换型正极，在高能量密度的锌电池（ZBs）方面具有丰富的潜在价值和很好的前景。然而，Te的转化反应通常局限于Te^2–/Te⁰氧化还原，在约0.59 V（vs Zn²⁺/Zn）时具有低电压平台，而不是预期的Te⁰到Teⁿ⁺的正价转化，从而抑制了Te基电池向高输出电压和能量密度的发展。基于此，香港城市大学支春义教授和安徽工业大学汪冬红教授等人报道了通过首次使用高浓度含Cl^–的电解质（Cl^–作为强亲核试剂），成功激活了所需的具有高达六个电子转移的可逆Te^2–/Te⁰/Te²⁺/Te⁴⁺氧化还原行为。

02

文章要点

1、测试发现，在1.24、0.77和0.51 V的三个平坦放电平台上，该锌电池的总容量为802.7 mAh g^-1。

2、为提高Teⁿ⁺产物的稳定性和循环稳定性，作者制备了一种改性离子液体（IL）基电解质，得到了基于400 mAh级袋式电池的高性能Zn‖Te电池，该电池具有高面积容量（7.13 mAh cm^-2）、高能量密度（542 Wh kg_Te^-1或227 Wh L_{cathdoe+anode}^–1）、优异的循环性能和低自放电率。该结果增强了对电池中碲化学的理解，为先进的ZBs提供了一条显着的途径。

03

图文展示

图1.激活Te的多价转化反应

图2. Te的多价态转化机制

图3.抑制产物溶解以延长循环寿命

图4. Zn‖Te电池性能

图5.高Te负载量的Zn‖Te电池性能

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