6 月 17 日消息，從武漢理工大學(xué)官網(wǎng)獲悉，該校團(tuán)隊(duì)提出了一種基于鋅離子介導(dǎo)催化作用實(shí)現(xiàn)超快充電池的新機(jī)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(shì)，是一項(xiàng)具有應(yīng)用前景的新型儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)倍率性能的突破。

該校團(tuán)隊(duì)提出離子介導(dǎo)催化存儲(chǔ)理論，發(fā)現(xiàn)調(diào)控電極材料和電解液中的陽離子對(duì)溶劑鞘層水的吸附會(huì)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(jī)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(shí)現(xiàn)超快充的機(jī)理示意圖

團(tuán)隊(duì)通過三維多孔石墨烯氣凝膠限域氮化釩納米簇，實(shí)現(xiàn)了催化模型預(yù)測(cè)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。