《Small》期刊近日在线刊登了我院在锌离子电池领域的最新研究成果。论文题为“Anchoring Capture” Effect Mimicking Proline in Hardy Deep-Sea Fish to Stabilize the Zinc Anode with Lower Operating Temperature”（仿生深海鱼类中的“脯氨酸”效应用于高性能低温水系锌离子电池）。朱峰硕士为第一作者，吉林化工学院韩丹丹教授、清华大学危岩教授为共同通讯作者。吉林化工学院为论文第一通讯单位。《Small》是国际公认的纳米技术及其相关领域的著名期刊，收录纳米材料、纳米生物技术和纳米电子学等多学科前沿研究成果，是JCR分类一区和中科院分类二区，最新影响因子为13.0。
随着新能源技术的发展，锌离子电池因其高能量密度、安全性和环保性备受关注。然而，在低温环境下，传统水系电解质容易冻结，影响了电池的性能。仿生抗冻材料通过加入特定的聚合物和防冻剂，为电池低温高效运行提供了有效的解决方案。在这项工作中，通过仿生“锚定-捕获”效应构建双离子可渗透网络固态电解质，以提高低温下锌离子电池的性能。加入两性离子脯氨酸（Pro），有效解决了锌负极镀层/剥离效率低、枝晶生长、以及水溶液高冰点等问题。研究表明，Pro中的氨基能够稳定锌负极-电解质界面，羧基则调控Zn2+的沉积方向，大幅降低了枝晶的形成。制备的PLANC材料在低温下拥有出色的离子电导率（-35 ℃，5.24 mS·cm-1），并具有良好的低温适应性。测试表明，Zn||PLANC||Mn2O3电池在低温至-35 ℃的情况下，比放电容量达175.2 mAh·g-1（1 A·g-1），经过2000次充放电循环，库仑效率仍然稳定在73.1%，为多功能电解质在低温储能中的设计提供了新策略。
论文信息：
“Anchoring capture” effect mimicking proline in hardy deep-sea fish to stabilize the zinc anode with lower operating temperature. Feng Zhu, Dongxu Wang, Yupeng Dang, Ping Wang, Pengcheng Xu, Dandan Han* and Yen Wei*. Small, 2024, 2407767
论文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202407767
