成会明院士团队,新发AFM!

锌溴液流电池(ZBFBs)作为一种可靠的大规模储能选择最近受到关注。然而,锌负极上不可避免的锌枝晶生长最终可能会刺穿分隔正负极的隔膜,并到达正极从而导致内部短路,这显著影响了电池的循环稳定性并缩短了电池的使用寿命。

2025年4月3日,中国科学院深圳先进技术研究院成会明梁国进在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表了题为《A Zn-Dendrite Dissolving Membrane to Increase the Cycling Life of Zinc Bromine Flow Batteries》的研究论文,Yuanwei Zhang为论文第一作者,成会明梁国进为论文共同通讯作者。

成会明院士团队,新发AFM!

成会明中国科学院深圳先进技术研究院研究员,碳中和技术研究所所长中国科学院院士、发展中国家科学院院士。1984年获得湖南大学学士学位;1987年和1992年分别获得中国科学院金属研究所硕士和博士学位;1990年因联合培养赴日本通产省工业技术院学习;1992-1993年在日本长崎大学任教;1993年进入中国科学院金属研究所工作,先后担任副研究员、研究员;2000年获得国家杰出青年科学基金资助同年担任国家重点基础研究发展计划(973计划)首席科学家;2013年当选为中国科学院院士,同年入选百千万工程领军人才;2014年当选为发展中国家科学院院士

成会明院士主要从事新型储能材料与器件、碳中和相关材料、碳纳米管、石墨烯等研发。在国内外学术会议上做特邀报告200余次,发表论文880余篇,被引用超14万次,被科睿唯安选为化学、材料学、环境与生态学三个领域高被引科学家。曾获国家自然科学二等奖3项(2006,2017,2021)、国防科技进步二等奖、何梁何利科学与技术进步奖。

成会明院士团队,新发AFM!

梁国进2014年本科毕业于湖北大学,2020年博士毕业于香港城市大学;2023年加入深圳理工大学材料科学与能源工程学院,担任助理教授。

梁国进教授在水系储能电池技术领域,尤其是在水系电池的关键材料设计和电荷存储机理的探索方面,积累了丰富经验,发表了一系列高水平的研究成果。在Nat. Rev. Mater.,Nat. Nanotechnol.,Nat. Commun.,Adv. Mater.等国际权威学术期刊发表第一(含共一)/通讯文章20余篇。部分科研工作被多个杂志媒体报道。

成会明院士团队,新发AFM!
在本文中,研究团队在膜上使用四丁基三溴化铵(TBABr3)涂层,发现能有效溶解锌金属,从而防止枝晶穿透隔膜。
研究表明,具有锌溶解能力的TBABr3涂层膜能够有效增加ZBFBs的充放电循环次数,在20 mAh cm-2面容量下循环寿命增加了两倍,延长至700小时(360个循环),累积容量高达7.2 Ah cm-2
这项工作为开发能够化学溶解锌枝晶以提高ZBFB系统循环稳定性的隔膜提供了模型。
成会明院士团队,新发AFM!
图1:电池工作原理
成会明院士团队,新发AFM!
图2:结构表征
成会明院士团队,新发AFM!
图3:不同TBABr3负载量性能测试
成会明院士团队,新发AFM!
图4:ZBFBs性能测试
成会明院士团队,新发AFM!
图5:循环后的表征测试
综上,该研究制备了一种新型的锌枝晶溶解膜,通过在聚烯烃膜上涂覆四丁基三溴化铵来防止锌枝晶穿透隔膜,从而延长锌溴液流电池的循环寿命。
该研究成功将ZBFBs的循环寿命延长至360个循环,并在高面容量下实现累积容量高达7.2 Ah cm-2。这一成果为开发能够化学溶解锌枝晶的膜材料提供了新的思路,有望推动高性能锌基液流电池的发展,对于大规模储能系统的应用具有重要意义。
A Zn-Dendrite Dissolving Membrane to Increase the Cycling Life of Zinc Bromine Flow Batteries. Adv. Funct. Mater. (2025), 

 

声明:如需转载请注明出处(华算科技旗下资讯学习网站-学术资讯),并附有原文链接,谢谢!
(0)
上一篇 2025年4月7日 下午10:00
下一篇 2025年4月7日 下午10:05

相关推荐