近日，中科院大连化学物理研究所研究员杨维慎和副研究员朱凯月团队提出一种新型正极设计策略，通过在氢氧化镍正极上负载氧还原催化剂，制备出“可呼吸式”氢氧化镍正极，显著提高了镍锌电池的能量转化效率和循环稳定性。相关成果发表于《德国应用化学》。
　　何为“可呼吸式”？朱凯月解释说：“电池在充电时产生氧气，类似于人体‘呼气’行为，放电时消耗氧气则像‘吸气’。在充电过程中正极产生的氧气可以在放电过程中被氧还原催化剂利用，从而显著提高镍锌电池的能量转化效率和稳定性。”
　　新型电池正极使得电极和电解质均得到改善，电池循环稳定性也得到提升。在循环50小时后，传统镍锌电池电解质中锌的浓度从15克/升降至8克/升，而可呼吸式镍锌电池仍然保持稳定。此外，传统镍锌电池正极侧的氢氧化镍颗粒出现了严重的破裂脱落问题，而可呼吸式镍锌电池正极侧的颗粒仍维持良好的纳米片形貌。
　　研究人员表示，最终组装的软包电池能够实现100小时的高稳定性，且平均能量效率为85%，明显优于传统镍锌电池。在富电解液的体系中，可呼吸式镍锌电池能够实现长达500圈（250小时）的超高稳定性，能量效率始终高于80%，最高功率达到98毫瓦/平方厘米。
　　“该工作不仅开发出一种能够利用镍锌电池副产物的‘可呼吸式’正极，同时揭示了贫电解液体系碱性电池失效的根本原因，为高能量密度和高稳定性镍锌电池设计提供了新思路。”杨维慎说。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202303517
　　（原载于《中国科学报》 2023-04-12 第1版 要闻）