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    氯化鈰提高鋅離子電池性能

    為了解決現有鋅離子電池(簡稱“鋅電池”)循環壽命短的問題,北京理工大學研究者向硫酸鋅(ZnSO4)電解液中加入了稀土化合物——氯化鈰(CeCl3)來作為改性劑,能顯著提高鋅電池的實際容量、循環穩定性和使用時間。

    氯化鈰圖片

    氯化鈰

    我們都知道,如何實現“碳達峰”“碳中和”目標已成為了目前全球性焦點和議題,因此加大可再生能源的綠色開發和高效使用成為了全球共識。而大力發展綠色安全的大規模儲能技術則是可再生能源充分開發利用的必要技術支撐。

    作為重要的新型儲能設備之一,鋅離子電池因具有較大的理論容量、較高的析氫過電位、較低的生產成本、較好的安全性和對生態環境較為友好等優勢,而深受廣大電化學儲能研究者的青睞。不過,金屬鋅負極材料在電解液中會產生枝晶、腐蝕、析氫和表面鈍化等問題,導致其可逆性較差,進而嚴重影響該電池使用壽命。

    有鑒于此,北京理工大學研究者使用了氯化鈰來作為硫酸鋅電解液添加劑。實驗證明,CeCl3添加劑有助于鋅負極表面形成動態的靜電屏蔽層,從而實現了致密的金屬鋅沉積;CeCl3添加劑還可以有效抑制鋅枝晶生長和析氫反應??偟膩碚f,含有CeCl3添加劑的電解液能使鋅離子電池擁有更好的綜合性能,主要體現在使用時間更長和能量密度更高。

    CeCl3對鋅離子沉積行為的影響圖片

    CeCl3對鋅離子沉積行為的影響(圖源:Li Li/Advanced Materials)

    擴展資料:
    氯化鈰一般是指無水氯化鈰或者氯化鈰的多水化合物,用于石油催化劑、汽車尾氣催化劑、中間化合物等行業。

    鋅枝晶生長的主要原因:金屬結晶時,很多時候由于有些元素的擴散速度跟不上冷卻速度,所以就局部結晶出來,出現主軸和次軸成分不一樣的現象,即主干和枝干成分不同,所以說是以枝晶方式結晶。

    析氫反應一般是指氫離子在陰極上的還原過程,有氫氣產生。

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