中國儲能網(wǎng)訊：當下，鋰離子電池在電池市場上占據(jù)壓倒性地位，但高成本、安全性、環(huán)保性影響了其推廣。于是以“低成本、高功率、絕對安全”為標簽的水系鋅離子電池應運而生。不過，后者未解決“正極溶解、電解液負反應、金屬負極枝晶”三大痛點。
近日，山東農業(yè)大學化學學院校聘教授楊凱團隊與復旦大學、河南大學的合作伙伴研究發(fā)現(xiàn)了“高核多釩氧簇”材料（多釩氧簇是多酸團簇的一類），作為儲鋅正極可同時破解上述三大痛點。他們提出一種基于多酸團簇材料開發(fā)的水系鋅離子電池的三功能優(yōu)化策略，相關成果發(fā)表在能源領域國際權威期刊《先進能源材料》上。
由于沒有爆炸危險，水系鋅離子電池被認為是替代鋰離子電池最有希望的候選者之一。
據(jù)了解，多酸團簇作為一種單分子納米材料，在催化、醫(yī)藥、儲能等領域表現(xiàn)出應用潛力，楊凱及其合作者曾首次證明了多酸在水系鋅離子電池中的應用可行性，并進一步提出了開發(fā)混合儲能體系抑制團簇溶解的新型儲能策略。
據(jù)楊凱介紹，該團隊科研人員結合實驗和理論計算深入研究，發(fā)現(xiàn)了多釩氧簇在改善正極、電解液、鋅負極三方面不穩(wěn)定問題的多功能特性，從而提出一種“一石三鳥”的水系鋅離子電池性能優(yōu)化策略，該技術使組裝的水系鋅離子電池實現(xiàn)了超過一萬次的超穩(wěn)定循環(huán)性能。他們進一步借助凝膠電解質組裝的固態(tài)軟包電池，在灼燒、剪切、穿刺等物理破壞性測試時仍表現(xiàn)出優(yōu)異的使用安全性，這項工作為多功能團簇材料在水系儲能領域的應用開發(fā)提供了新的思路，推動了水系儲能技術的實際應用進程。
長期以來，作為山東省高等學校青創(chuàng)人才引育計劃帶頭人，楊凱團隊聚焦低成本、高安全、環(huán)保的水系鋅離子電池，致力于解決阻礙水系鋅離子電池商業(yè)化應用的正極溶解、電解液副反應、金屬負極枝晶等關鍵問題，設計開發(fā)大規(guī)模儲能、便攜儲能器件，推動林場火災實時監(jiān)控、預警系統(tǒng)，空中巡航、消防、通信等離網(wǎng)供電裝置的開發(fā)應用，積極推進高安全、環(huán)保、低成本的新型儲能技術在智慧農林產(chǎn)業(yè)和安全應急防護方面的應用推廣。
