王永刚Angew. Chem.-Int. Edit.：一种环保柔性可充电水性锌电池的制备 -

标题: 王永刚Angew. Chem.-Int. Edit.：一种环保柔性可充电水性锌电池的制备 [打印本页]

作者: tigan 时间: 2018-8-5 07:21
标题: 王永刚Angew. Chem.-Int. Edit.：一种环保柔性可充电水性锌电池的制备
【研究亮点】

★ 采用PTO作为正极，传统多空玻璃纤维膜进行隔离，降低电池成本；

★ 生成的水性PTO//Zn电池电化学性能及循环稳定性良好，且低毒环保，有望用于可穿戴电子设备。

【研究背景】

目前，可充电电池在低碳社会中有着不可替代的作用，但是几乎所有的可充电电池均含有有毒或环境不友好成分，当电池废弃时，会产生严重的环境问题，同时也不能用于可穿戴电子设备。在过去几年中，由于锌负极具备无毒、高容量和低成本的特性，可充电水性锌电池得到研究者的广泛关注。

【成果简介】

理论上有机正极与锌负极的组合具备开发低毒电池的潜能，但是目前的学术成果较少，且成本较为高昂。为了解决以上问题，复旦大学王永刚教授（通讯作者）提出使用芘-4,5,9,10-四酮（PTO）作为正极、Zn作为负极，电解液含Zn2+，制备一种水性锌电池。文中详细研究了PTO电极的电荷储存机理以及全电池(PTO//Zn)的电化学性能。同时带状的柔性PTO//Zn电池表明其具备应用于可穿戴电子设备的潜能。相关文献“Environment-Friendly and Flexible Aqueous Zinc Battery Using an Organic Cathode”发表在Angew. Chem.-Int. Edit.上。

要点解读：

(a)在将扁平电池折叠一半100次后，几乎没有可辩别的容量损失，证明其具备良好的柔性和抗重复弯曲能力。(b)同时带状电池在连续弯曲下循环稳定。(c)当串联两个电池后，并联的30个LED等可以很好地工作，同时此电池可以驱动电扇，显示出其在可穿戴设备中应用的可能性。

【总结与展望】

可充电电池目前渗透到人类生活的方方面面，但几乎所有的可充电电池组件中均含有有毒元素，会造成环境污染。本工作制备的PTO//Zn电池不仅具备良好的电化学性能，同时低毒环保。但是需要注意的是，此种电池结构仍处在起步阶段，同时PTO阳极的电子传导性较低。此外电解质水溶液中负极生成的Zn枝晶也会限制电池的循环寿命。PTO//Zn电池投入实际使用仍需要改良。

【文献链接】

Environment-Friendly and Flexible Aqueous Zinc Battery Using an Organic Cathode. Angew. Chem.-Int. Edit., 2018, DOI: 10.1002/anie.201807121

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201807121?af=R

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