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兼具高能量和优异低温性能的水系电池被开发
发布时间:2026-2-27 15:39:52    点击:84
来源:科学网

2月25日,四川大学材料科学与工程学院林紫锋、代春龙团队在低温水系电池研究方面取得重要突破,相关成果发表于《自然-通讯》。

大规模储能系统对于风能、太阳能等可再生能源的并网利用至关重要。水系电池因其高安全性和低成本而备受关注,然而传统水系电池面临着两大核心挑战,能量密度较低和低温环境下性能严重衰减。开发兼具高能量和优异低温性能的水系电池是领域内的迫切需求。

针对上述挑战,林紫锋、代春龙团队另辟蹊径,首次将基于四电子转化反应的高容量硫正极引入低温水系电池体系,并设计了一种抗冻电解液,具有低至?115.1°C的玻璃化转变温度,即使在?60°C的极寒条件下,仍能保持高达5.16mS cm?1的离子电导率。基于该电解液组装的Cu-S半电池在?60°C下表现出优异的性能,在0.1Ag?1的电流密度下可逆容量高达1810mAh g?1。为提升电池工作电压和能量密度,团队设计并构建了以Zn为负极的Zn-S混合全电池。在?50°C的低温下,该全电池基于正负极活性物质总质量计算的放电比能量高达339Wh kg?1,远超目前报道的其他低温水系电池体系,展现了较好的应用潜力。

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