大連化物所制備新型“可呼吸式”電池正極

     中新網(wǎng)大連4月11日電 (記者 楊毅)記者11日從中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱“大連化物所”)獲悉，該所研究員楊維慎和副研究員朱凱月團隊近日在堿性鎳鋅電池研發(fā)方面取得新進展。團隊提出了一種新型正極的設計策略，通過在氫氧化鎳正極上負載氧還原催化劑，制備出了“可呼吸式”氫氧化鎳正極，顯著提高了鎳鋅電池的能量轉化效率和循環(huán)穩(wěn)定性。

　　相關成果發(fā)表在《德國應用化學》上，該工作的第一作者是大連化物所博士研究生謝威立。

　　電池是日常生活中使用最廣泛的物品之一，在便攜電源和動力電池領域中，堿性鎳鋅電池因其具有能量密度大、功率密度高等優(yōu)點而極具發(fā)展?jié)摿?。氫氧化鎳是最為理想的鎳鋅電池正極之一，具有成本低、氧化還原電位高等優(yōu)點。然而在充電過程中，氫氧化鎳被氧化后容易在電極表面發(fā)生析氧副反應，導致電池的能量轉化效率低，并且循環(huán)穩(wěn)定性差。

　　本工作中，研究團隊制備了一種新型的“可呼吸式”氫氧化鎳正極。

　　據(jù)大連化物所研究員副研究員朱凱月介紹，電池在充電時產(chǎn)生氧氣，類似于人體‘呼氣’的行為，而放電時消耗氧氣就像“吸氣”一樣。在充電過程中正極產(chǎn)生的氧氣可以在放電過程中被氧還原催化劑利用，從而顯著提高鎳鋅電池的能量轉化效率和穩(wěn)定性。

　　同時，鎳鋅電池的電極和電解質均得到改善，電池的循環(huán)穩(wěn)定性也得到提升。在循環(huán)50小時后，鎳鋅電池仍然保持穩(wěn)定。此外，傳統(tǒng)鎳鋅電池正極側的氫氧化鎳顆粒出現(xiàn)了嚴重的破裂脫落問題，而鎳鋅電池正極側的顆粒仍維持良好的納米片形貌。

　　大連化物所研究員楊維慎表示，該工作不僅開發(fā)出了一種能夠利用鎳鋅電池副產(chǎn)物的“可呼吸式”正極，同時，它揭示了貧電解液體系堿性電池失效的根本原因，為高能量密度和高穩(wěn)定性鎳鋅電池的設計提供了新思路。下一步，團隊將增大可呼吸正極活性物質和催化劑的載量，并重點解決鋅負極鈍化問題，最終實現(xiàn)高能量密度和高循環(huán)穩(wěn)定性的鎳鋅電池。(完)