2021年1月1日，Science發(fā)布了復(fù)旦大學(xué)王飛研究員、明斯特大學(xué)Martin Winter、馬里蘭大學(xué)王春生教授和美國陸軍實驗室許康教授合作研究成果，一種基于過氧化鋅的鋅空電池，發(fā)現(xiàn)了一個新的化學(xué)反應(yīng)，開創(chuàng)了一個方向，同時也實現(xiàn)了鋅空電池領(lǐng)域正刊零的突破！

鋅空電池目前的應(yīng)用還僅限于用于助聽器中，走向大規(guī)模應(yīng)用還面臨著很多問題，比如析氫、枝晶等。但是以下的這篇文章，在鋅空電池的應(yīng)用上邁了一大步，實現(xiàn)了Ah級的電池軟包設(shè)計！

漢陽大學(xué)Jung-Ho Lee和Sang Uck Lee?等人在Nature Energy發(fā)布最新成果，實現(xiàn)了Ah級的鋅空電池軟包。電池級的能量密度為460 Wh kg^-1或者1389 Wh l^-1，在25mA cm^-2電流密度下循環(huán)的電池壽命為6000次，并且具有良好的柔性，在?20–80°C寬溫區(qū)下實現(xiàn)了良好的電池性能。而如此強悍的性能還是在全固態(tài)電池下實現(xiàn)的??！你說牛不牛？

材料設(shè)計的策略包括采用表面取向、三維海綿狀磷硫化銅（CPS）的全纖維陰極、防凍殼聚糖生物纖維素(CBC)超離子電解質(zhì)和圖案化鋅金屬陽極。協(xié)同型多功能催化劑的設(shè)計和制備突出了CPS體系結(jié)構(gòu)表面合理控制的特點。由于其高分子量和對堿性穩(wěn)定的CBC骨架，設(shè)計的CBC對氫氧離子具有最先進的離子導(dǎo)電性以及高的電化學(xué)/機械穩(wěn)定性。這些材料資源促進了柔性鋅空軟包電池的商業(yè)可行性，由于其特別令人滿意的電化學(xué)性能，恢復(fù)了全固態(tài)電池的光明前景。

也就是說，全固態(tài)鋰電中沒有解決的問題，全固態(tài)鋅空來解決了！

圖1. 高能ZPCs的設(shè)計策略及與商用儲能電池的比較

圖2. 銅基陰極雙功能電化學(xué)(ORR和OER)性能及動力學(xué)研究

圖3. 電催化CPS活性的理論計算

圖4. CPS(101)陰極的電荷補償機理

圖5. 超離子CBC導(dǎo)體的合成與表征

圖6. 柔性ZPCs在商用條件下的電化學(xué)性能

圖7. 軟包電池的電化學(xué)性能

Shinde, S.S., Jung, J.Y., Wagh, N.K. et al. Ampere-hour-scale zinc–air pouch cells. Nat Energy (2021).

https://doi.org/10.1038/s41560-021-00807-8