化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
超快充水系鋅離子電池研究新突破
2024年06月17日 11:03:48
來源：化工儀器網 點擊量：8054
武漢理工大學材料科學與工程學院麥立強教授團隊與合作者提出了一種基于鋅離子介導催化作用實現超快充電池的新機制，研制出超高功率、本質安全的水系鋅離子電池，這為下一代超快充電池開發應用提供了新的理論基礎和技術路徑。
【化工儀器網 項目成果】隨著全球對可再生能源需求的日益增長，開發高性能、低成本、環境友好的儲能技術成為科技領域的迫切任務。水系鋅離子電池作為鋰離子電池的重要替代品，憑借其資源豐富、成本低廉、安全性高等優勢，近年來受到科研界的廣泛關注。然而，如何提高其充電速度并保持電池穩定性，一直是制約其商業化應用的關鍵難題。
近日，我國在超快充水系鋅離子電池領域取得了重大研究進展——武漢理工大學材料科學與工程學院麥立強教授團隊與合作者提出了一種基于鋅離子介導催化作用實現超快充電池的新機制，研制出超高功率、本質安全的水系鋅離子電池，這為下一代超快充電池開發應用提供了新的理論基礎和技術路徑。
據了解，這項研究成果已經發表在國際頂級期刊《自然·催化》上，標志著武漢理工大學在新能源材料與器件研究領域的又一次重大貢獻。麥立強教授團隊與新西蘭奧克蘭大學、美國阿貢國家實驗室以及浙江大學的合作研究者共同完成了這一創新性的研究。
水系鋅離子電池，作為一種以水作為電解液的新型儲能技術，具有安全、快充、成本低廉和環境友好等顯著優勢。然而，傳統離子穿梭模型反應速率受限于菲克第二定律的極限，難以實現倍率性能的突破，這一直是制約水系鋅離子電池進一步發展的國際難題。
麥立強教授團隊針對這一難題，創新性提出了離子介導催化存儲理論。他們發現，通過調控電極材料和電解液中的陽離子對溶劑鞘層水的吸附，可以顯著影響水裂解的反應速率和產物，從而實現了遠超傳統電池反應速率的快充性能。這一發現不僅合理解釋了水系鋅離子電池的快充性能反常，也為未來電池技術的創新提供了新的思路。
基于這一新機制，麥立強教授團隊通過三維多孔石墨烯氣凝膠限域氮化釩納米簇的設計，成功實現了催化模型預測的超快充和超高倍率性能。在實驗中，該水系鋅離子電池在300A/g的高電流密度下，電池比容量達到了577.1mAh/g，這一性能表現遠超傳統電池，標志著超快充水系鋅離子電池研究取得了重大進展。
業內專家表示，麥立強教授團隊的研究成果不僅為電池快充技術提供了新的理論依據，也為促進材料科學、電化學、儲能科學、能源轉化科學的交叉融合提供了新的研究范式。這一突破性的進展有望推動水系鋅離子電池在電動汽車、智能手機、可穿戴設備等領域的廣泛應用，為實現我國“雙碳”目標提供重要支撐。
隨著全球對清潔能源和可持續發展的高度關注，新型儲能技術的研發和應用已成為各國競相爭奪的戰略制高點。武漢理工大學麥立強教授團隊在超快充水系鋅離子電池新機制研究方面的突破，無疑為我國在全球新能源領域的競爭中贏得了重要先機。我們有理由相信，在不久的將來，這一研究成果將在實際應用中展現出更大的價值和潛力。
(資料來源：科技日報)
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
西北師范大學科研團隊聯合無錫貝塔醫藥科技有限公司成功研制了國內首款C-14核電池——“燭龍一號”工程樣機。2025-03-17 13:13:58
-
總產值超1.2萬億！2024年全國鋰離子電池產業發展勢頭強勁
2024年我國鋰電池總產量1170GWh，同比增長24%，行業總產值超過1.2萬億元。2025-02-28 10:18:13 -
目前固態電池的主要發展方向是以硫化物電解質為主體電解質匹配高鎳三元正極和硅碳負極的技術路線。性能目標是能量密度400瓦時/公斤、循...2025-02-24 13:43:57
-
浙江白馬湖實驗室與蘇州大學聯合團隊研發的小面積單結鈣鈦礦太陽能電池，穩態效率達到26.81%，刷新了世界紀錄。2025-02-19 13:22:06
-
近日，為加速推動新型儲能制造業的高質量發展，工業和信息化部等八部門聯合印發了《新型儲能制造業高質量發展行動方案》。方案提出，到20...2025-02-18 11:28:57
-
華中科技大學武漢光電國家研究中心邵明教授、張新亮教授團隊成功實現了兼具優異的機械柔韌性和高光電轉換效率的可拉伸太陽能電池，為可穿戴...2025-02-12 11:16:28
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
