一种用于长寿命水系锌锰电池的海藻酸钠/二氧化硅准凝胶复合电解质

摘要

锌锰(Zn-MnO2)电池具有高安全性、高环保性、高性价比的优点,适用于大规模储能电池.然而,金属锌负极在充放电中会因为"尖端效应"而产生锌枝晶,造成电池容量衰减甚至短路失效.本研究通过添加亲水性纳米二氧化硅(SiO2)和海藻酸钠(SA)将电解质转化为准凝胶电解质,有效抑制了锌负极表面的枝晶生长,以及由之造成的Zn-MnO2电池性能衰减.恒流充放电测试结果表明,采用准凝胶电解质的Zn-MnO2电池在1800次循环后容量保留率可达78％,而使用普通电解质的Zn-MnO2电池在1000次循环后容量已基本衰减为0.进一步探究准凝胶电解质对锌沉积行为的影响,发现准凝胶电解质的三维网络结构可以提高锌离子分布的均匀性,降低电池容量衰减速度与失效风险.