近日，華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院汝強(qiáng)指導(dǎo)2018級(jí)材料物理本科生鄭興宇在《Chemical Engineering Journal》(中科院工程技術(shù)類Ⅰ區(qū)，2020年影響因子13.273)發(fā)表題為《An Efficient Dual-phase Strategy Of Preparing K0.5V2O5/NaV3O8 Hybrid For Durable Zinc Storage》的一作論文，2018級(jí)碩士研究生石正祿為共同一作，我校為第一完成單位。
能源的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換是制約經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要問題，隨著“碳達(dá)峰、碳中和”國家戰(zhàn)略的推進(jìn)，儲(chǔ)能研究成為當(dāng)前熱點(diǎn)。與此同時(shí)，近年來生物電子技術(shù)蓬勃發(fā)展，各種各樣的便攜式電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用在人們的生產(chǎn)生活中，柔性顯示設(shè)備、電子傳感器和電子皮膚等可穿戴/可植入電子器件作為其中的一大類別越來越受到廣泛的關(guān)注。而開發(fā)與之相適應(yīng)的柔、輕、薄且安全的便攜式儲(chǔ)能器件是發(fā)展柔性電子設(shè)備的挑戰(zhàn)之一。相比鋰離子電池受資源儲(chǔ)量及電解液毒性的限制，水系鋅離子電池具有鋅資源豐富、高安全、高理論容量、低成本、環(huán)境友好和易組裝等優(yōu)勢(shì)，在柔性儲(chǔ)能器件中表現(xiàn)出廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?/div>
本研究工作通過一步水熱法合成了雙相釩基正極材料K0.5V2O5/NaV3O8，得益于更多活性位點(diǎn)的存在和雙相的協(xié)同作用，該正極材料的贗電容貢獻(xiàn)率和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)為電池比容量的有效提高和循環(huán)壽命的顯著增長(zhǎng)。此外，作者以明膠為主體合成了柔韌性良好的凝膠聚合物電解質(zhì)，結(jié)合碳布、鋅片組裝了具有三明治式結(jié)構(gòu)的柔性準(zhǔn)固態(tài)電池。該電池在不同彎曲角度（30°、60°、90°和120°）下無任何破損，展現(xiàn)出了較好的可彎曲性能和耐用性。與正常未彎曲情況相比，大角度彎曲（120°）下的電池的充放電容量未有明顯下降，倍率性能（在不同電流密度循環(huán)25圈后，0.2 A/g下的放電容量由198.8 mAh g降為193.9 mAh/g，容量保持率為97.5%）和循環(huán)穩(wěn)定性良好（在1.0 A/g下循環(huán)1050次后，放電容量穩(wěn)定在138.4 mAh/g，且?guī)靵鲂适冀K保持在100%），在柔性電子領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。這一研究對(duì)儲(chǔ)能材料和凝膠電解質(zhì)的設(shè)計(jì)合成具有一定的借鑒意義。
本研究工作得到了廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、華南師范大學(xué)清遠(yuǎn)創(chuàng)新研究院開放項(xiàng)目及廣東省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
關(guān)鍵詞：
儲(chǔ)能材料
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