6 月 17 日消息，從武漢理工大學(xué)官網(wǎng)獲悉，該校團隊提出了一種基于鋅離子介導(dǎo)催化作用實現(xiàn)超快充電池的新機制，研制出超高功率、本質(zhì)安全的水系鋅離子電池，為下一代超快充電池的開發(fā)應(yīng)用提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑，該成果已在《Nature Catalysis》上發(fā)表。

水系鋅離子電池是一種以水作為電解液的電池，具有安全、快充、成本低廉和環(huán)境友好等優(yōu)勢，是一項具有應(yīng)用前景的新型儲能技術(shù)。

傳統(tǒng)離子穿梭模型反應(yīng)速率受限于菲克第二定律的極限，難以實現(xiàn)倍率性能的突破。

該校團隊提出離子介導(dǎo)催化存儲理論，發(fā)現(xiàn)調(diào)控電極材料和電解液中的陽離子對溶劑鞘層水的吸附會顯著影響水裂解的反應(yīng)速率和產(chǎn)物，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電池的反應(yīng)速率，合理解釋了水系鋅離子電池的快充性能反常，并提供了不同于傳統(tǒng)離子穿梭模型的新機制。

▲ 水系鋅離子電池的性能反常及鋅離子介導(dǎo)的催化作用實現(xiàn)超快充的機理示意圖

團隊通過三維多孔石墨烯氣凝膠限域氮化釩納米簇，實現(xiàn)了催化模型預(yù)測的超快充和超高倍率性能 —— 在 300 A / g 的高電流密度下電池比容量達(dá)到 577.1 mAh / g。