鎂空氣電池可以在中性電解質中穩定工作,而且具有生物兼容性,因此被視為下一代可穿戴和可植入電子設備的動力系統,并且成為了一大研究焦點。 然而,高腐蝕速率和低利用率的鎂空氣電池在放電電壓低、比容量差和能量密度低的情況下,很大程度上影響了其性能。 近日,來自現代工學院張晔課題組的研究人員,報告了一種雙層凝膠電解質,通過防止鎂陽極的腐蝕和緻密鈍化層的産生,同時解決了上述兩個問題。
雙層凝膠電解質,是由聚氧化乙烯有機凝膠和聚丙烯酰胺水凝膠組成,兩層凝膠可以形成穩定界面,其中聚氧化乙烯有機凝膠有效保護鎂金屬,抑制腐蝕。 他們基于此獲得了具有高能量密度的鎂空氣電池(2282 W h·kg-1,基于全部空氣電極和鎂負極的質量),遠高于目前文獻中采用合金化負極和抗腐蝕電解液等策略。 此外,他們研發的鎂空氣電池可以制成纖維形狀,在各種變形(如彎曲和扭曲)下都可以穩定工作,甚至浸泡在水中也可以穩定工作。 |
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