【仪表网 研发快讯】锌离子电池因其高安全性、高体积能量密度和锌金属的低成本而备受关注。在各种ZIB正极材料中，碘因其具有高比容量、高循环稳定性、低毒性和极低的腐蚀性，而成为储能设备的理想候选材料。然而穿梭效应会导致多碘化物在电化学循环过程中不断损耗，从而造成活性材料损耗和阳极腐蚀，最终导致库仑效率低和循环稳定性差。此外，碘的低电导率也限制了比容量和倍率性能(尤其是在碘负载质量较高的情况下)，使得碘正极难以用于实际应用。
针对这一问题，西安交通大学化学学院丁书江团队开发了一种可实现碘离子快速传输的聚乙烯醇水凝胶层，显著提高了锌碘电池的比容量。此外，聚乙烯醇链与聚碘阴离子之间的强相互作用阻止了穿梭效应，使得容量和循环寿命均显著提高，组装的聚乙烯醇-碘软包双镀型电池和传统型电池都表现出优异的性能。通过原位拉曼光谱、原位光学显微摄影和DFT计算分析了聚碘化物在聚乙烯醇水凝胶中独特的快速传输行为，发现碘在聚乙烯醇链上的强结合力和较低的解离能是降低穿梭效应和实现聚碘化物快速传输的主要原因。本研究为多碘离子的快速运输提供了一个全新的思路，对于锌碘电池的实际应用提供了有益参考。
近日，该研究成果以《聚合物碘传输层实现高面容量双极镀型锌碘电池》(Polymeric Iodine Transport Layer Enabled High Areal Capacity Dual Plating Zinc-Iodine Battery)为题发表在国际化学领域权威期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上，西安交通大学化学学院为第一通讯单位。该论文第一作者为西安交大博士生尹丹丹，西安交大博士生李博阳为本论文共同一作，通讯作者为西安交大化学学院赵洪洋副教授、丁书江教授、和肖春辉教授。该工作得到了国家自然科学基金和陕西省秦创原创新人才计划项目的资助。论文的表征及测试得到了西安交通大学分析测试共享中心的支持。
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