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 C114?°C． This ZnCl2-based low-temperature electrolyte renders polyaniline｜｜Zn batteries available to operate in an ultra-wide temperature range from C90 to ＋60?°C， which covers the earth surface temperature in record． Such polyaniline｜｜Zn batteries are robust at C70?°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