隨著便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，對(duì)具有多功能、高性能、高安全性電池的需求越來(lái)越大。堿性鎳鋅電池具有成本低、安全、理論容量高（820 mAh/g）和易于組裝等優(yōu)點(diǎn)，成為學(xué)界研究熱點(diǎn)。然而，鎳鋅電池的實(shí)際應(yīng)用還存在著結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和循環(huán)穩(wěn)定性差等問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)和構(gòu)造具有優(yōu)良結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)活性的鎳基正極材料至關(guān)重要。

　　近日，廣東省科學(xué)院化工研究所（以下簡(jiǎn)稱省科學(xué)院化工所）曾煒科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)易浸泡導(dǎo)電聚合物（PEDOT:PSS）封裝Ni3S2空心納米棒結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高性能正極材料。PEDOT:PSS涂層不僅可以為Ni3S2納米棒提供附著力，防止Ni3S2在循環(huán)過(guò)程中從基底上脫落，還可以通過(guò)完整的導(dǎo)電途徑促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移（圖1）。此外，還設(shè)計(jì)了具有雙網(wǎng)多孔結(jié)構(gòu)的凝膠電解質(zhì)，采用海藻酸鈉對(duì)Zn2+的結(jié)合可以有效降低Zn2+溶解鞘中結(jié)合水分子的活性，抑制副反應(yīng)和枝晶的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)鋅離子的均勻沉積，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

圖1 柔性準(zhǔn)固態(tài)堿性鋅電池的制備過(guò)程

　　電化學(xué)性能測(cè)試（圖2）顯示，利用以上方法設(shè)計(jì)的電池有良好的可逆性。在8 mA cm-2時(shí)表現(xiàn)出1.06 mAh cm-2（276.04 mAh g-1）的高比容量。該電池還表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能為93.72%。在30 mA cm-2具有10000次以上的超長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性，容量保持率達(dá)88.96%。在此基礎(chǔ)上，研究人員成功地構(gòu)建了柔性準(zhǔn)固態(tài)電池，可應(yīng)用于柔性電子設(shè)備，進(jìn)一步拓寬了堿性鋅電池的應(yīng)用領(lǐng)域。

圖2 柔性準(zhǔn)固態(tài)堿性鋅電池性能表征及對(duì)比

　　相關(guān)研究成果近日發(fā)表于Surfaces and Interfaces（中科院二區(qū)，IF =6.137），省科學(xué)院化工所曾煒研究員為通訊作者，郭欣穎為第一作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省科學(xué)院建設(shè)國(guó)內(nèi)一流研究機(jī)構(gòu)行動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)資金等項(xiàng)目資助。 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.102886

（省科學(xué)院化工所/供稿）