Ampere-hour-scale zinc–air pouch cells

电解质 阴极 储能 化学工程 小袋 材料科学 化学 电极 物理 工程类 热力学 医学 功率(物理) 物理化学 解剖
作者
S.S. Shinde,Jin Young Jung,Nayantara K. Wagh,Chi H. Lee,Dong‐Hyung Kim,Sung‐Hae Kim,Sang Uck Lee,Jung‐Ho Lee
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:6 (6): 592-604 被引量:245
标识
DOI:10.1038/s41560-021-00807-8
摘要

All-solid-state zinc–air pouch cells promise high energy-to-cost ratios with inherent safety; however, finding earth-abundant high power/energy cathodes and super-ionic electrolytes remains a fundamental challenge. Here we present realistic zinc–air pouch cells designed by the (101)-facet copper phosphosulfide [CPS(101)] as a cathode as well as anti-freezing chitosan-biocellulosics as super-ionic conductor electrolytes. The proposed CPS(101) exhibits trifunctional activity and stability (>30,000 cycles) towards reversible oxygen reactions and hydrogen evolution reactions, outperforming commercial Pt/C and RuO2. Furthermore, hydroxide super-ion conductors utilizing polymerized chitosan-biocellulosics reveal exceptional conductivity (86.7 mS cm−1 at 25 °C) with high mechanical/chemical robustness. High cell-level energy densities of 460 Wh kgcell–1/1,389 Wh l−1 are normally measured in pouch cells (1 Ah) with a cycle lifespan of 6,000/1,100 cycles at 25 mA cm−2 for 20/70% depths of discharge, and the highest densities we could achieve were 523 Wh kgcell–1/1,609 Wh l−1. Flexible pouch cells operate well at rates of 5–200 mA cm−2 over a broad temperature range of −20 to 80 °C. Zinc–air batteries are viewed as a sustainable storage technology, but their commercialization requires a genuine performance leap forwards from the laboratory scale. Here the authors report a cell-level design and demonstrate an ampere-hour pouch cell with exceptionally high energy density and cycle lifespan.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
自由的远侵完成签到 ,获得积分10
3秒前
巧克力手印完成签到,获得积分10
4秒前
屈岂愈发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
大橙子发布了新的文献求助10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
jenny完成签到,获得积分10
8秒前
祁乐安完成签到,获得积分10
9秒前
naiyouqiu1989完成签到,获得积分10
10秒前
zjhzslq发布了新的文献求助10
11秒前
baoxiaozhai完成签到 ,获得积分10
12秒前
fy完成签到,获得积分10
13秒前
强公子完成签到,获得积分10
14秒前
20秒前
song完成签到 ,获得积分10
21秒前
怡然小蚂蚁完成签到 ,获得积分10
21秒前
小橙子完成签到,获得积分10
23秒前
SciGPT应助滴答采纳,获得10
23秒前
大气白翠完成签到,获得积分10
24秒前
确幸完成签到,获得积分10
24秒前
zjhzslq完成签到,获得积分10
24秒前
xdc发布了新的文献求助10
25秒前
ommphey完成签到 ,获得积分10
25秒前
牛哥还是强啊完成签到 ,获得积分10
26秒前
科研通AI2S应助屈岂愈采纳,获得10
27秒前
好名字完成签到,获得积分10
28秒前
kongzhiqiqi完成签到,获得积分10
29秒前
滴答完成签到 ,获得积分10
29秒前
浅浅殇完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
36秒前
滴答发布了新的文献求助10
39秒前
高高的天亦完成签到 ,获得积分10
40秒前
星空完成签到 ,获得积分10
41秒前
文艺的青旋完成签到 ,获得积分10
41秒前
青黛完成签到 ,获得积分10
48秒前
大橙子发布了新的文献求助10
52秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
53秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
57秒前
明钟达完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038128
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575831
关于积分的说明 11373827
捐赠科研通 3305610
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022