大連理工《iScience》:綠色動力電池突破,有望取代鋰離子電池!

2021-01-07 騰訊網

大連理工大學李明強副教授課題組在綠色動力電池方面取得突破，提出了一款基於鹽包水電解質的高性能氯離子電池。該成果以High-Voltage and Long-Lasting Aqueous Chlorine-Ion Battery by virtue of 「water-in-salt」 electrolyte為題，發表在細胞子刊《iScience》上。研究生李彤為第一作者，李明強為通訊作者。

論文連結：

https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(20)31173-1

氯電池具有理論體積能量密度大(2500 Wh/L)、氯在海水中含量巨大、成本低、安全等優點，被視為潛在的「下一代」電化學存儲設備。然而，由於氯離子氧化還原材料的不穩定性及在電解質中的溶解性，導致了其循環壽命短（100次左右），從而限制其在儲能領域的發展應用。

最近，該課題組採用碳材料做正極，飽和四甲基氯化銨水溶液做電解質，金屬鋅做負極，成功構建了一款高壓水系氯離子全電池。研究表明，該水系氯離子全電池可以在0到3.1 V電壓區間內運行，其能量密度可達262 Wh/kg，壽命可達2000次（保持率70 %），如此高的循環穩定性首次在氯離子電池體系中實現，使之成為取代鋰離子電池的最佳選擇。該研究工作對設計高性能陰離子的儲能機制具有重要理論意義。

近年來，李明強課題組一直致力於高性能綠色電池的研發，並取得了系列進展。繼該研究團隊研製出高壽命鎳鋅電池（此技術被鋰電大數據遴選為2018年全球電池十大突破之一）後，又首次提出高壽命碘離子電池和溴離子電池，相關成果分別發表在《Journal of Power Sources》與《Sustainable Energy & Fuels》期刊上。2020年，李明強副教授被全球先進材料領域的權威學術組織國際先進材料協會授予「(IAAM Fellow)會士」稱號，以表彰其在先進材料領域的突出貢獻。

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