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?張寧EnSM：水合有機(jī)電解液，Zn//Zn電池循環(huán)超4200小時(shí)！

可充鋅電池在大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用中具有巨大的前景，但其可逆性受到非致密和樹(shù)枝狀鋅沉積以及常規(guī)電解液中界面寄生反應(yīng)的限制。

河北大學(xué)張寧等報(bào)告了一種本質(zhì)安全的、稀釋的、含水的有機(jī)電解液，該電解液通過(guò)將水合Zn(BF₄)₂鹽與磷酸三甲酯（TMP）溶劑結(jié)合，可用于高可逆的鋅電池，無(wú)需高濃度電解液策略。

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圖1. 電解液表征

所配制的1 M-Zn(BF₄)₂/TMP電解液具有H₂O貧乏的Zn²⁺溶劑化殼，即使在使用無(wú)壓電解池時(shí)也能在高面容量（5和10 mAh cm^-2）下，實(shí)現(xiàn)緊湊、無(wú)枝晶和無(wú)腐蝕的Zn電沉積。

此外，該電解液不僅具有高電導(dǎo)率（8.67 mS cm^-1）和擴(kuò)大的電壓窗口（與Zn²⁺/Zn相比可達(dá)3 V），而且還能促進(jìn)鋅負(fù)極上保護(hù)性ZnF₂-Zn₃(PO4)₂富集界面相的原位形成。

圖2. 半電池性能

受益于這些協(xié)同效應(yīng)，Zn電極表現(xiàn)出顯著的電化學(xué)性能，在Zn/Cu電池（1 mA cm^-2, 1 mAh cm^-2）中，Zn電極表現(xiàn)出了Zn沉積/剝離的高可逆性，在600次循環(huán)中CE為99.5%，在Zn//Zn電池中保持了4200小時(shí)以上的長(zhǎng)期耐久性。

此外，具有低水活性的水合有機(jī)電解液抑制了氧化釩正極的溶解，因此賦予了Zn//V₂O₅·nH₂O全電池的穩(wěn)定運(yùn)行。總之，這項(xiàng)工作拓寬了鋅電池的電解液視野，為探索金屬電池的先進(jìn)電解液提供了新的見(jiàn)解。

圖3. 全電池性能

Zn metal anodes stabilized by an intrinsically safe, dilute, and hydrous organic electrolyte. Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.10.043

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