近日，中國科學院深圳先進技術研究院深圳先進集成技術研究所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳研究團隊，聯合重慶理工大學教授周志明，采用原位兩步活化策略，制備出一種分級多孔碳正極材料，基于該材料的水系鋅離子雜化電池表現出優異的電化學儲能性能。相關研究成果以In Situ Two-Step Activation Strategy Boosting Hierarchical Porous Carbon Cathode for an Aqueous Zn-Based Hybrid Energy Storage Device with High Capacity and Ultra-Long Cycling Life為題，在線發表在Small（DOI: 10.1002/smll.202003174）上。

　　鋰資源儲量有限且分布不均，促使基于儲量豐富的非鋰堿（土）金屬離子的新型儲能器件的研究逐步發展。水系電解液的高安全性、低成本，以及鋅具有環境友好、與水溶液良好的兼容性、高的理論比容量等優點，開發水系鋅離子雜化儲能器件受到關注。然而，由于活性碳正極材料的比容量較低，限制了水系鋅離子雜化儲能器件的發展。

　　研究人員考慮到活性碳材料儲存離子的能力依賴于其多孔結構，提出一種原位兩步活化策略，設計一種具有合理微孔/介孔孔徑分布的分級多孔碳材料（HPAC）。該策略一方面有效控制了孔結構及孔徑分布，另一方面增強了結構穩定性，且具有超高的比表面積，與鋅負極組裝成的水系鋅離子雜化儲能器件表現出高比容量（231 mAh g^-1@0.5A g^-1）、優異的倍率性能（119 mAh g^-1@20 A g^-1）以及長循環壽命（18000次循環容量保持率~70%）。該研究對開發環境友好、低成本以及高安全的儲能器件具有借鑒意義。

　　研究工作受到廣東省重點專項、國家自然科學基金、廣東省、深圳市等的資助。

　　論文鏈接 

　　水系鋅離子雜化儲能器件工作原理示意圖（a）以及對應充放電曲線（b），充放電過程中的原位Raman譜（c），與其他雜化儲能器件的倍率性能對比（d），與其他水系鋅離子儲能器件的性能對比（e）