成果简介：

锌金属阳极具有理论容量大(820mAh∙g^-1)、氧化还原电位低(-0.76V相对于标准氢电极)、成本低、环境友好等优点，因而水系锌离子电池(AZIBs)得到了人们的广泛研究。目前，AZIBs电解质以中性水电解质溶液(ZnSO₄、ZnCl₂、Zn(NO₃)₂)为主。然而电解液存在漏液、充放电可逆性差、析氢等副反应多、锌枝晶生长导致电池短路等问题，进而影响锌离子电池的应用。

本技术运用加热搅拌、冻融和掺杂手段成功制备出了一种Cu²⁺分布在聚乙烯醇(PVA)与三氟甲烷磺酸锌(Zn(CF₃SO₃)₂)结合的聚合物水凝胶体系ZTf-PVA-CTf(CPVF)。该体系中Cu²⁺优先在阳极均匀沉积形成成核位点，诱导锌离子均匀沉积，减少枝晶生长；PVA基的准固态凝胶电解质，其自由水含量适量降低，准固态的形状和三维网络状结构限制水分子在凝胶中的运动来降低水分子活性，有效抑制副反应发生。将该体系应用于Zn/V₂O₅全电池中，在0.2 A∙g^-1的电流密度下，其比容量可达到290 mAh∙g^-1；在2 A∙g^-1的高电流密度下，仍有150 mAh∙g^-1的比容量，具有优异的倍率性能。在0.5 A∙g^-1的电流密度下，可循环1000圈以上，保持210 mAh∙g^-1的稳定比容量。本技术显著改善了锌离子电池电解液存在的问题。

应用范围：动力电源、大型储能领域

合作方式：技术开发、技术服务等

知识产权：/

主要完成人： 俞娟、赵俊楷