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高容量高循环稳定性水系离子储能电池材料

技术详情


成果简介:

针对高效能量存储和转化装置的需求,面向安全性高、成本低、资源丰富和环境友好等特性,研发水系锌离子可充电电池。在高效正极材料的研制、水系锌离子电池内部结构设计等方面进行了技术突破;有效解决了充放电过程中正极材料结构稳定差和储锌性能较差的难点;开发出了具有稳定结构和高容量的锌离子可脱嵌正极材料,实现了高容量高循环稳定性的水系锌离子电池。由于锌的高理论容量(820 mAh∙g-1和5855 mAh∙cm-3)、低氧化还原电位(相对于标准氢电极,电压为−0.76 V)、在中性及弱酸性电解液中具有高稳定性,以及储量丰富、价格便宜等优势,本项目的开发研究成果将成为今后大规模储能系统中极具发展前景的储能材料与器件。

主要技术指标(或参数):

活性物质负载量:1~5 mg/cm2

倍率性能:200 mA/g的电流密度下,比容量为550~620 mAh/g;5 A/g大电流密度下,比容量为350~450 mAh/g

循环性能:5 A/g大电流密度2000圈循环后,容量保持率90%

应用领域:

储能。

市场前景:

该电池材料的研发将为我国提供大规模储能系统中极具发展前景的安全储能材料和装置,解决目前储能电池自燃、爆炸等安全隐患,水系电池以更高的安全性、价格低、易于制造等工艺优点,将成为下一代绿色环保可充电电池,代替现有铅酸电池和锂电。在节能减排、总量控制的环境政策下,水系锌离子电池以其具有的高安全性、低成本、资源丰富和环境友好等优点,被认为是可应用于大规模储能的最具潜力二次电池体系。

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