壳聚糖凝胶如何在锌碘电池中抑制多碘离子的穿梭

在锌碘电池中,使用壳聚糖凝胶可以有效抑制多碘离子的穿梭,提高电池的性能和循环寿命。

原理如下:

锌碘电池在放电过程中,会产生I3-多碘离子。这些I3-可以穿过隔膜,从阴极迁移到阳极,导致自放电和电池性能下降。

壳聚糖凝胶是一种具有三维网络结构的聚合物,它可以吸附和困住I3-多碘离子,阻止其迁移。

具体方法如下:

1. 壳聚糖溶液与二碘化钾、碳酸锌、硝酸锌等电池材料一起制备成胶体。在干燥过程中,壳聚糖会与这些物质发生交联,形成三维网状结构。

2. 将壳聚糖凝胶涂覆在锌碘电池的隔膜上,特别是阴极隔膜上。在电池放电时,I3-多碘离子会被壳聚糖凝胶网状结构吸附,被困在阴极,无法穿过隔膜传到阳极。

3. 壳聚糖凝胶 forms物理防护屏障,起到了截留I3-的作用,可重复使用,每次放电循环后继续发挥I3-截留效果。大大延长了锌碘电池的循环寿命。

4. 壳聚糖凝胶本身是环保生物质材料,可以完全降解,不会对环境产生污染。

综上,壳聚糖凝胶是一种环保高效的I3-多碘离子截留剂,可以通过吸附作用抑制I3-在锌碘电池内部的迁移,提高电池性能和循环寿命。相比其他合成聚合物材料,它的生物相容性和生物降解性更好,未来具有广阔的应用前景。