沈晓冬教授团队在Advanced Materials上发表新型水系电池研究成果

发布时间:2020-09-06     点击数:

近日,我院沈晓冬教授团队在《Advanced Materials》上发表题为“A High-Energy Aqueous Manganese–Metal Hydride Hybrid Battery”的学术论文。论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202001106。

水系电池在安全性、成本和可持续性方面具有显著优势。为了提高水系电池的能量密度,亟需发展高性能电极材料体系。锰氧化物因其丰富的锰资源、低成本,以及多价态锰离子特性,是极具发展前景的正极材料,但如何有效实现锰基电极在高电位下的多电子反应是关键。鉴于此,沈晓冬教授团队新型电池研究组赵相玉研究员等基于酸、碱双电解液的宽电化学窗口体系,采用高溶解度的MnCl2卤化物基多电子正极和低电位的储氢合金负极,构建了新型高比能锰-金属氢化物水系混合电池体系,阐明了MnCl2正极基于Mn2+/MnO2的沉积/溶解反应机理,实现了2.2 V的高放电电压以及240 Wh/kg的高能量密度。本工作为建立高性能、低成本的水系可充电电池提供了新的策略。论文共同第一作者为杨猛副教授和硕士生陈茹。

近年来,本团队在卤化物基电化学储能材料与新型电池的研究中已取得若干进展,提出基于氯离子传导的高比能电池体系(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5902);建立金属氯氧化物、氯掺杂有机电极等电极体系,并阐明新型储氯机制(ACS Energy Letters 2017, 2, 2341; ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 2535);发现基于氯离子传导的固态聚合物电解质的组成调控原理(Advanced Science 2019, 6, 1802130);实现室温稳定、高离子电导的无机固态氯离子导体(ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 18634);构建提升储镁性能的卤化物基结构调控及相容性电解液的组合策略(Advanced Materials 2020, 32, 1905524)。

 

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