鋅離子電池因其高安全性、高體積能量密度和鋅金屬的低成本而備受關(guān)注。在各種ZIB正極材料中，碘因其具有高比容量、高循環(huán)穩(wěn)定性、低毒性和極低的腐蝕性，而成為儲(chǔ)能設(shè)備的理想候選材料。然而穿梭效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致多碘化物在電化學(xué)循環(huán)過程中不斷損耗，從而造成活性材料損耗和陽極腐蝕，最終導(dǎo)致庫侖效率低和循環(huán)穩(wěn)定性差。此外，碘的低電導(dǎo)率也限制了比容量和倍率性能(尤其是在碘負(fù)載質(zhì)量較高的情況下)，使得碘正極難以用于實(shí)際應(yīng)用。
 

　　針對這一問題，西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院丁書江團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種可實(shí)現(xiàn)碘離子快速傳輸?shù)木垡蚁┐妓z層，顯著提高了鋅碘電池的比容量。此外，聚乙烯醇鏈與聚碘陰離子之間的強(qiáng)相互作用阻止了穿梭效應(yīng)，使得容量和循環(huán)壽命均顯著提高，組裝的聚乙烯醇-碘軟包雙鍍型電池和傳統(tǒng)型電池都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。通過原位拉曼光譜、原位光學(xué)顯微攝影和DFT計(jì)算分析了聚碘化物在聚乙烯醇水凝膠中獨(dú)特的快速傳輸行為，發(fā)現(xiàn)碘在聚乙烯醇鏈上的強(qiáng)結(jié)合力和較低的解離能是降低穿梭效應(yīng)和實(shí)現(xiàn)聚碘化物快速傳輸?shù)闹饕颉１狙芯繛槎嗟怆x子的快速運(yùn)輸提供了一個(gè)全新的思路，對于鋅碘電池的實(shí)際應(yīng)用提供了有益參考。
 

　　近日，該研究成果以《聚合物碘傳輸層實(shí)現(xiàn)高面容量雙極鍍型鋅碘電池》(Polymeric Iodine Transport Layer Enabled High Areal Capacity Dual Plating Zinc-Iodine Battery)為題發(fā)表在國際化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上，西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院為第一通訊單位。該論文第一作者為西安交大博士生尹丹丹，西安交大博士生李博陽為本論文共同一作，通訊作者為西安交大化學(xué)學(xué)院趙洪洋副教授、丁書江教授、和肖春輝教授。該工作得到了國家自然科學(xué)基金和陜西省秦創(chuàng)原創(chuàng)新人才計(jì)劃項(xiàng)目的資助。論文的表征及測試得到了西安交通大學(xué)分析測試共享中心的支持。