陶占良，南开大学应用化学与工程研究所教授，博士生导师，2005年毕业于南开大学化学学院，获得博士学位。研究领域为能源材料化学/二次电池，主要从事能源材料及化学电源的研究工作，围绕过渡金属硫属化合物及氧化物等纳米材料在能量存储与转化中的应用开展研究，在Adv. Mater.，Nano Letters, Nano Research, Nanoscale, J. Power Sources 等期刊上发表研究论文30余篇。承担国家973课题、863课题、自然科学基金面上项目，天津市自然科学基金等项目。获国家自然科学二等奖(第三完成人)、天津市自然科学一等奖(第三完成人)。
图文解析理论计算表明，具有高离子电导率（在-40°C时为12.09 mS cm–1）的离子缔合电解液和稳定的阴离子衍生固体电解质界面（SEI），共同导致了高度可逆且无枝晶的锌沉积/剥离行为，从而在低温下实现了高倍率和超稳定的循环性能。基于此，在-40°C时，Zn//Zn电池可以在5 mA cm–2和10 mAh cm–2下稳定循环超过400小时，Zn//Cu电池在1 mA cm-2和1 mAh cm-2下循环1800次，平均库仑效率（CE）达到99.91%。此外，Zn//PANI全电池在0.5A g–1下稳定运行12,000次，在5 A g–1下可稳定运行35,000次循环。特别地，在-60°C时，Zn//Cu电池在2000次循环中仍然显示出99.68%的高平均CE值。图1.溶剂化作用总之，该工作通过耦合不同的介电常数溶剂，获得了不同的阳离子−阴离子缔合强度的电解质。结果表明，使用AN溶剂的中离子缔合电解质可以保持高离子电导率（在−40℃时为12.09 mScm−1），并同时在锌负极上诱导稳定的ZnF2 SEI形成，有利于均匀的锌沉积行为且无枝晶生长。基于此，在−40℃，锌//锌电池可以稳定循环在400 h，5 mAcm−2和400 h和10 mAhcm−2，锌//铜电池在1 mAcm−2和1 mAhcm−2下循环1800次，在低温下表现出优异的高速循环性能。与PANI正极相结合，电池在0.5Ag−1和−40℃下可提供12000次循环的高循环性能，Zn//NVO软包电池在−40℃，稳定运行100次。因此，该工作揭示了低温电解质的阳离子−阴离子缔合强度与锌沉积/剥离性能之间的关系，为设计先进的低温电解质提供了新的分子间见解。图2. 电池性能文献信息Electrolyte Design via Cation–Anion Association Regulation for High-Rate and Dendrite-Free Zinc Metal Batteries at Low Temperature, Journal of the American Chemical Society 2024
