调制电解液实现水系聚苯胺-锌电池零下70度有效运行

水系电解质不燃烧，成本低。但想想就知道因为含水，在零度以下几度应该几乎无用武之地，但是这篇文章告诉你调制的ZnCl2溶液可以抑制水的结冰至－114度！使得聚苯胺｜｜锌电池可以在－90到60度下运行，－70度2000个循环容量维持率接近100％。这一反常现象让人大跌眼镜，突破了我可理解的范式。该文开放获取。

这张照片极具冲击力。

Modulating electrolyte structure for ultralow temperature aqueous zinc batteries

Qiu Zhang，

Yilin Ma，

Yong Lu，

Lin Li，

Fang Wan，

Kai Zhang ＆

Jun Chen

Nature Communications   volume 11， Article number： 4463 （2020）  

Abstract

Rechargeable aqueous batteries are an up－and－coming system for potential large－scale energy storage due to their high safety and low cost． However， the freeze of aqueous electrolyte limits the low－temperature operation of such batteries． Here， we report the breakage of original hydrogen－bond network in ZnCl2 solution by modulating electrolyte structure， and thus suppressing the freeze of water and depressing the solid－liquid transition temperature of the aqueous electrolyte from 0 to –114?°C． This ZnCl2－based low－temperature electrolyte renders polyaniline｜｜Zn batteries available to operate in an ultra－wide temperature range from –90 to ＋60?°C， which covers the earth surface temperature in record． Such polyaniline｜｜Zn batteries are robust at –70?°C （84．9?mA?h?g?1） and stable during over 2000 cycles with ～100％ capacity retention． This work significantly provides an effective strategy to propel low－temperature aqueous batteries via tuning the electrolyte structure and widens the application range of temperature adaptation of aqueous batteries．

1967年出生，南开大学教授。1989年和1992年在南开大学获学士学位和硕士学位，1999年在澳大利亚卧龙岗大学获博士学位，1999－2002年在日本工业技术院任研究员。2002年任南开大学教授。从事固体功能材料与高能化学电源的研究。在Nature Chem．、Nature Commun．、Science Adv．等期刊上发表SCI收录论文290篇，他引20000余次。获授权发明专利16项，实现成果转化3项。编写《能源化学》等著作。

2003年获国家杰出青年基金，2005年入选长江学者特聘教授，2010年和2017年两次任科技部纳米重点项目首席科学家，2011年获国家自然科学二等奖，2014年入选中组部万人计划科技创新领军人才和英国皇家化学会会士，2017年当选中国科学院院士。

现任中国化学会电化学委员会主任，《Inorganic Chemistry Frontiers》、《Science China Materials》、《应用化学》副主编，《ACS Energy Letters》，《ACS Sustainable Chemistry ＆ Engineering》、《Nano Research》、《Solid State Sciences》、《Journal of Energy Chemistry》、《化学学报》、《电化学》等期刊编委。

1967年出生，南开大学教授。1989年和1992年在南开大学获学士学位和硕士学位，1999年在澳大利亚卧龙岗大学获博士学位，1999－2002年在日本工业技术院任研究员。2002年任南开大学教授。从事固体功能材料与高能化学电源的研究。在Nature Chem．、Nature Commun．、Science Adv．等期刊上发表SCI收录论文290篇，他引20000余次。获授权发明专利16项，实现成果转化3项。编写《能源化学》等著作。

2003年获国家杰出青年基金，2005年入选长江学者特聘教授，2010年和2017年两次任科技部纳米重点项目首席科学家，2011年获国家自然科学二等奖，2014年入选中组部万人计划科技创新领军人才和英国皇家化学会会士，2017年当选中国科学院院士。

现任中国化学会电化学委员会主任，《Inorganic Chemistry Frontiers》、《Science China Materials》、《应用化学》副主编，《ACS Energy Letters》，《ACS Sustainable Chemistry ＆ Engineering》、《Nano Research》、《Solid State Sciences》、《Journal of Energy Chemistry》、《化学学报》、《电化学》等期刊编委。

       原文标题 : 调制电解液实现水系聚苯胺-锌电池零下70度有效运行