Cientistas desenvolvem bateria aquosa de íons de zinco com alta densidade de energia e vida útil ultralonga

Uma equipe de pesquisa dos Institutos Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências (CAS), liderada pelo Prof. Zhao Bangchuan, desenvolveu uma bateria aquosa de íons de zinco de alto desempenho com ciclo de vida ultralongo em um campo magnético fraco. Seus resultados foram publicados em Horizontes de Materiais.

As baterias aquosas de íon-zinco são uma alternativa barata e segura às baterias de íon-lítio com alta capacidade teórica. No entanto, o desempenho eletroquímico limitado do material do cátodo e o crescimento do dendrito de zinco no ânodo reduzem a densidade de energia e o ciclo de vida das baterias aquosas de íons de zinco. Para desenvolver melhores baterias aquosas de íons de zinco, é importante projetar cátodos com alta densidade de energia e suprimir o crescimento de dendritos de zinco.

Neste estudo, os pesquisadores superaram as limitações dos materiais catódicos existentes e o problema do crescimento de dendritos de zinco. Eles usaram um método hidrotérmico de uma etapa com engenharia de defeitos eletroquímicos in-situ para criar um VS₂ material. Este material tinha muitos defeitos que efetivamente reduziam a interação eletrostática entre os íons de zinco (Zn) e o dissulfeto de vanádio (VS₂). Permitiu o transporte 3D de Zn²⁺ ao longo do plano ab e do eixo c, resultando em excelente capacidade de taxa.

Embora a estabilidade do ciclo continue sendo um problema devido ao crescimento dos dendritos, os pesquisadores descobriram que a introdução de um campo magnético externo suprimiu o crescimento e aumentou significativamente a vida útil da bateria. Quando operado sob um campo magnético fraco, o Zn-VS de alto desempenho₂ A bateria demonstrou um ciclo de vida ultralongo e forneceu alta densidade de energia e densidade de potência.

Este trabalho pode ter implicações significativas para o futuro da tecnologia de armazenamento de energia, de acordo com a equipe.