离子液体助力研发无隔膜自分层的锌碘和锌溴电池

2024-07-09 14:32:52 sh默尼 13

自分层液态电极电池是一种用于大规模能源存储的有希望的解决方案,旨在减轻可再生能源间断性对电网的影响。


然而,传统的自分层液态电极电池体系在材料成本、电池效率和严格的操作条件方面面临限制,这阻碍了它们的广泛部署。尽管持续进行研究以改善电化学性能,但防止液层间交叉污染和建立连贯的离子导电网络的挑战仍然存在,限制了它们的进一步发展。

    

基于上述分析,南京大学马晶教授、金钟教授团队利用咪唑基离子液体系统开发自分层水相Zn-I和Zn-Br电池。


具体来说,研究人员通过水介质中的自发结合过程合成了1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰亚胺)([EMIm][NTf2])离子液体。


随后,在添加[EMIm][NTf2]离子液体阳离子源的同时引入了还原活性的碘或溴物种。


这些引入的卤素物种被保留在[EMIm][NTf2] IL相中,生成最终含卤素[EMIm][NTf2] IL的电极溶液。


由于[EMIm][NTf2] IL相与水相之间有限的互溶性,形成了自分层堆叠结构,从而确保了系统稳定性。


值得注意的是,[EMIm][NTf2] IL表现出对卤素物种提取能力,并将其保持在[EMIm][NTf2] IL相中,防止电池内部的交叉污染。研究人员通过使用这种基于[EMIm][NTf2]离子液体的水系双相结构开发了无隔膜自分层的锌-卤素电池。


这些电池展现出高倍率性能,在深度充放电状态下工作电流密度增加十倍后,容量保持率分别为76.9%(锌-碘电池)和93.8%(锌-溴电池)。此外,这些电池的能效为92.8%(锌-碘电池)和82.5%(锌-溴电池),比现有液体电极电池研究的基准(大约80%)要优越。


重要的是,自分层水系双相锌-卤素电池体系表现出长循环稳定性和固有的防火性,使其成为电网连接能源存储应用的有利候选者。


默尼化工科技(上海)有限公司

致力于离子液体(ILs)研发生产、应用推广和全球销售,拥有自主知识产权生产技术,产品质量和一致性因此得到保障,Tel:021-38228895



标签:   离子液体 离子液体应用 [EMIm][NTf2]