材料学院孙威教授团队在Nature Communications报道计算模拟指导的金属电池设计策略电子科技大学成电新闻网

分享到微信 ×

打开微信“扫一扫”
即可将网页分享至朋友圈

材料学院孙威教授团队在Nature Communications报道计算模拟指导的金属电池设计策略

文：张宝来源：材料学院时间：2025-01-09 412

　　近日，材料与能源学院孙威教授团队在《Nature Communications》上发表了题为“Electrolyte design for reversible zinc metal chemistry”的研究性论文。材料与能源学院特聘研究员张宝为该论文第一作者，材料与能源学院孙威教授、湖北大学万厚钊教授及南洋理工大学范红金教授为论文共同通讯作者，电子科技大学材料与能源学院为第一完成单位。

　　金属负极凭借其溶解/沉积机制，在高安全性、高致密储能领域展现出巨大潜力。然而，其化学稳定性差、电化学可逆性不足以及有效利用率低等问题，仍是制约其实际应用的关键挑战。研究表明，金属离子的溶剂化结构和界面反应特性是提升其可逆性的核心因素。基于此，研究团队提出了一种多尺度计算模拟指导的定制化电解液设计策略，成功开发出一种新型混合电解液，显著提升了锌金属负极的可逆性和稳定性。

　　在研究过程中，团队通过计算模拟指导，深入探究了电解液的结构特性、锌沉积形貌、可逆性及稳定性等关键问题。研究发现，该电解液具有独特的溶剂化结构，以紧密接触离子对形式存在，并形成了贫水的内亥姆霍兹层。得益于这种独特的体相和界面结构，锌金属负极的库仑效率突破性地达到了99.95%。这一超高的可逆性使得无负极锌金属电池在高载量、贫液条件下实现了近1000次循环的稳定运行，且容量几乎无衰减，展现了优异的循环性能。