生产未来低成本水性锌离子电池，实现可持续大规模储能

Josiah02 · 发表于 2024-9-14 21:30:48

随着全球对锂离子电池的需求以及原材料储备的快速消耗，专家们正在寻求安全、实惠、可靠的充电电池替代品。
水性锌离子电池（AZIB）可能是从丰富的原料中生产低成本替代品的答案，弗林德斯大学的科学家正在为使用有机阴极生产简单实用的聚合物AZIB 铺平道路，以实现更可持续的能源存储技术。
弗林德斯大学科学与工程学院纳米技术研究员、化学副教授贾忠范表示：“水系锌离子电池可能有实际应用。”
从电动汽车到便携式电子设备，锂离子电池（LIB）的需求和消费导致锂和钴等战略金属的资源短缺和供应链问题。
与此同时，数百万块废旧电池大部分都没有得到妥善回收，造成了巨大的浪费和环境风险，而AIZB等未来替代品有望减少这些风险。
“在这些替代品中，AZIB 脱颖而出，因为地壳中的锌含量更高（是锂的 10 倍），而且毒性低、安全性高。”
AZIB 通常使用锌金属作为阳极，无机或有机化合物作为阴极。尽管人们已经投入了大量精力来提高锌阳极的稳定性，但高性能阴极仍是一大挑战。
“我们的研究是利用由廉价商用聚合物制成的氮氧自由基聚合物阴极来建立导电性，并使用低成本添加剂优化电池性能，”领导能源和环境可持续聚合物研究小组的贾副教授说道。
他在《电力资源杂志》的一篇新在线期刊文章中表示：“我们的工作重新评估了在 AZIB 中使用高氧化还原电位氮氧自由基聚合物阴极，并产生了迄今为止最高的质量负载。”
该项研究由弗林德斯大学硕士生 Nanduni Gamage 和博士后研究员 Yanlin Shi 博士领导，开发出一种实验室自制的袋式电池，该电池采用加大的聚合物（成本约 20 美元/公斤）、非氟 Zn(ClO4 ) 2电解质和 BP 2000 炭黑（1 美元/公斤），不使用粘合剂，容量接近 70 mAh g -1，中间放电电压为 1.4 V。
《用于高倍率钾双离子电池的PTAm@CNTs正极的形态工程》发表在《电源资源》杂志上，《将低成本工业聚合物转化为用于高质量负载水系锌离子电池的有机正极》发表在《储能材料》杂志上。
该软包电池的质量负载为50mg/cm -2，容量为60mAh，可以轻松为一个小型电风扇和一辆模型车供电。
该研究的合作者包括法国巴黎东克雷泰伊大学 CNRS 的 Jesús Santos-Peña 博士，以及弗林德斯大学纳米科学与技术研究所的其他专家。
该团队最近还与格里菲斯大学合作开发了有机自由基/K双离子电池，这种技术也可以减轻对锂离子电池的依赖。

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