碘的溶解和多碘化物的穿梭行为严重阻碍了锌碘电池(ZIBs)的发展。在电池组件中,粘结剂在维持碘载正极的机械完整性以及促进碘转化反应方面发挥着至关重要的作用。
基于此,2025年3月24日,海南大学史晓东、田新龙、曾潮元等人在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为《Customized Design of R-SO3H-Containing Binders for Durable Iodine-Loading Cathode of Zinc–Iodine Batteries》的研究论文。
在此,作者精心设计了一系列富含磺酸基(R-SO₃H)的聚酰亚胺基聚合物,作为碘载正极的功能性粘结剂。
根据光谱表征和理论计算结果,带有R-SO₃H、羟基和酰亚胺基团的PI-4S粘结剂对I₂/I⁻/I₃⁻物种具有更强的化学吸附能力,这有效地阻止了多碘化物的穿梭行为以及活性碘的溶解行为。
因此,使用PI-4S作为粘结剂的相应ZIBs在0.2 A g⁻¹下可实现600次循环的142.7 mAh g⁻¹的可逆容量,在50°C下0.5 A g⁻¹可实现500次循环的157.6 mAh g⁻¹的高容量,以及在4 A g⁻¹下可实现15000次循环的88 mAh g⁻¹的持久循环稳定性。
这项工作指导了碘载正极多功能聚合物粘结剂的自主设计,并促进了ZIBs的实际应用。
Customized Design of R-SO3H-Containing Binders for Durable Iodine-Loading Cathode of Zinc–Iodine Batteries, Adv. Energy Mater., 2025. https://doi.org/10.1002/aenm.202500673
