近日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其团队联合重庆理工大学周志明教授，采用原位两步活化策略制备了一种分级多孔碳正极材料，基于该材料的水系锌离子杂化电池表现出优异的电化学储能性能。相关研究成果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在线发表于国际著名期刊Small上（DOI: 10.1002/smll.202003174，IF: 11.459）。
锂资源储量有限且分布不均，促使基于储量丰富的非锂碱（土）金属离子的新型储能器件的研究发展。考虑到水系电解液的高安全性、低成本，以及锌具有环境友好、与水溶液良好的兼容性、高的理论比容量等优点，开发水系锌离子杂化储能器件受到了广泛关注。然而，由于活性碳正极材料的比容量较低，从而限制了水系锌离子杂化储能器件的发展。
鉴于此，唐永炳研究员及其团队成员刘齐荣博士、周小燕等考虑到活性碳材料储存离子的能力依赖于其多孔结构，提出了一种原位两步活化策略，设计了一种具有合理微孔/介孔孔径分布的分级多孔碳材料（HPAC）。该策略一方面有效控制了孔结构及孔径分布，另一方面增强了结构稳定性，并且具有超高的比表面积，与锌负极组装成的水系锌离子杂化储能器件表现出高比容量（231 mAh g-1@0.5A g-1）、优异的倍率性能（119 mAh g-1@20 A g-1）以及长循环寿命（18000次循环容量保持率~70%）。该研究工作对开发环境友好、低成本以及高安全的储能器件具有重要借鉴意义。
该系列研究工作得到了广东省重点专项、国家自然基金、广东省、深圳市等科技项目资助。
水系锌离子杂化储能器件工作原理示意图（a）以及对应充放电曲线（b），充放电过程中的原位Raman谱（c），与其它杂化储能器件的倍率性能对比（d），与其它水系锌离子储能器件的性能对比（e）
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