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天津大學研發(fā)新型電解液有望解決鋅離子電池大規(guī)模應用難題

天津大學研發(fā)新型電解液有望解決鋅離子電池大規(guī)模應用難題

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【概要描述】光伏新時代論壇 光伏建筑一體化創(chuàng)新發(fā)展論壇 如何實現(xiàn)、目標已成為全球性焦點和議題，加大可再生能源的綠色開發(fā)和使用已成為全球共識。而大力發(fā)展綠色的大規(guī)模儲能技術則是可再生能源充分開發(fā)利用的必要技術支撐。先進碳與（NanoYang團隊）聯(lián)合研究生院先進能源材料團隊和金屬所先進炭材料研究部，成功研發(fā)出一種與金屬鋅兼容的低成本新型不可燃含水有

光伏新時代論壇

光伏建筑一體化創(chuàng)新發(fā)展論壇

如何實現(xiàn)、目標已成為全球性焦點和議題，加大可再生能源的綠色開發(fā)和使用已成為全球共識。而大力發(fā)展綠色的大規(guī)模儲能技術則是可再生能源充分開發(fā)利用的必要技術支撐。先進碳與（NanoYang團隊）聯(lián)合研究生院先進能源材料團隊和金屬所先進炭材料研究部，成功研發(fā)出一種與金屬鋅兼容的低成本新型不可燃含水有機電解液。

目前，可充電水系鋅電池因性高、資源豐富、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點，在大規(guī)模儲能領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。然而，金屬鋅在負極/電解液界面處存在著嚴重的枝晶生長和腐蝕等問題，嚴重限制了水系鋅電池的庫倫效率和使用壽命，制約了高性能鋅電池的產(chǎn)業(yè)開發(fā)和實際應用。項目團隊研發(fā)出了由水合四氟硼酸鋅鹽和乙二醇溶劑組成的新型電解液。作為阻燃劑的水合四氟硼酸鋅鹽賦予了電解液優(yōu)異的不可燃特性。乙二醇的高沸點及其與鹽中的水分子和四氟硼酸根陰離子間形成的豐富氫鍵使電解液兼具難揮發(fā)和寬溫域（?30℃~40℃）的特點。與此同時，水合四氟硼酸鋅鹽解離出的四氟硼酸根陰離子和水分子會進一步與金屬鋅發(fā)生反應，在鋅負極表面原位形成氟化鋅固態(tài)電解質界面層，有效地保護了金屬鋅負極，避免了由于刺穿隔膜以及鋅與電解液間的腐蝕副反應導致的電池過早失效。該電解液有效解決了金屬鋅負極在水系電解液中的枝晶、腐蝕等難題，同時巧妙克服了傳統(tǒng)有機電解液成本與性難以兼顧的瓶頸，為開發(fā)新一代兼具高、低成本、高性能電池電解液提供了全新的思路，有望推動高性能鋅電池的產(chǎn)業(yè)化應用。

該研究成果于在線發(fā)表在《》（Nature Sustainability，DOI：10.1038/s）上。化工學院博士后韓大量、博士生為共同作者，楊全紅教授和翁哲教授、教授為共同通訊作者。