水性鋅離子電池因其豐富的材料、低生產成本和安全性而受到廣泛關注。然而,這些電池存在嚴重的副反應,這與電極表面存在大量溶劑密切相關。在此,山東大學熊勝林、江蘇理工學院鮑克燕、毛武濤將1,4,7,10,13,16-六氧雜環十八烷(18-crown-6)加入電解質中,從理論和實驗上闡明其對快速脫溶的貢獻。
本文要點:
1) 結果表明,在電解質中加入18-crown-6大大促進了溶劑化結構的去溶劑化,并防止了溶劑分子在鋅陽極表面的聚集,從而抑制了氫沉淀反應。它還提高了鋅離子的遷移數,使鋅陽極上的界面電場穩定,從而促進了Zn2+的有序擴散和均勻成核,抑制了枝晶生長。
2) 因此,含有18-crown-6作為添加劑的電解質具有穩定的循環壽命,鋅對稱電池在1mA cm-2下循環了近1700小時,庫侖效率顯著提高。組裝的Zn||NH4V4O10電池表現出優異的電化學性能,即使在10.0 A g?1下進行4000次循環后,容量也達到100.9 mAh g?1。
Aohua Wu et.al Multifunctional Crown Ether Additive Regulates Desolvation Process to Achieve Highly Reversible Zinc-Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202404450
https://doi.org/10.1002/aenm.202404450