海南大学研发锌离子沸石基电解质提升电池循环性能
文章来源： 更新时间：2025-06-10 16:23:24
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科技日报记者 王?；?通讯员 刘小羽
6月8日，记者从海南大学获悉，该校海洋科学与工程学院海洋清洁能源创新团队在电池循环性能提升研究上取得突破，相关成果发表在《先进功能材料》上。该研究通过采用锌离子沸石基固体电解质，有效解决了传统锌离子电池中循环稳定性差的难题，为无机固体电解质设计提供了新的理论与实践依据。 锌离子电池因安全性高、环保且成本低，在大规模储能领域潜力巨大。然而，其锌负极易出现析氢反应、腐蚀及生成惰性副产物，正极材料也存在溶解问题，极大限制了电池的循环寿命与广泛应用。其中，电解质中过多的活性水分子是引发正负极问题的关键因素。 针对这一现状，海南大学团队将目光投向沸石材料。沸石具有规则孔径、形状以及高热稳定性和化学稳定性，其铝氧四面体结构能促进离子平稳传输，是理想的固体电解质候选材料。团队利用锌离子交换技术，成功制备出富含锌离子的沸石基固体电解质。 实验显示，采用该固体电解质的电池展现出优异性能。在负极，析氢、腐蚀和惰性副产物生成等问题得到有效抑制；在正极，材料溶解和钒离子穿梭现象显著减少。同时，由于固体电解质中锌离子迁移能垒低，正极实现了可逆的嵌入/脱出，进一步保障了结构稳定性。以锌-锌沸石-十钒酸铵电池为例，在0.5A/g电流密度下循环1010圈后，容量保有率高达84.9%，而使用硫酸锌电解质的电池在循环800圈后容量几乎归零。即便在60℃高温环境下，新电池循环110次后仍能保持239.2mAh/g的高容量。 海洋科学与工程学院副教授史晓东介绍，团队的这项研究成果不仅为解决锌离子电池的关键问题提供了切实可行的方案，而且为无机固体电解质的设计开拓了新方向。未来，随着相关技术的不断优化与完善，有望推动锌离子电池在大规模储能领域的广泛应用，助力能源存储技术的进一步发展。 |
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