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可用于大規模儲能的水系鋅離子電池（AZIB）的實用性受到與鋅陽極相關的挑戰的阻礙。

圖1 電解液的機理示意圖和物理化學特性

安徽大學張朝峰、阿德萊德大學張仕林等報道了一種低成本、多功能的電解液添加劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB），以解決這些問題。

研究顯示，CTAB可吸附在鋅陽極表面，調節Zn²⁺的沉積方向，抑制枝晶的形成。另外，它還改變了Zn²⁺的溶劑化結構，以降低水的反應性并最大限度地減少副反應。

此外，CTAB優化了電解液的關鍵物理化學參數，增強了電極/電解質界面的穩定性，并促進了AZIB的可逆性。理論模擬與基于原位傅立葉變換紅外光譜和原位電化學阻抗光譜相結合，進一步證實了改性的Zn²⁺配位環境和CTAB陽離子在陽極/電解質界面的吸附作用。

圖2 Zn/Cu電池的可逆性研究

因此，采用這種電解液組裝的對稱Zn/Zn電池在2 mA cm^?2的電流密度和容量為1 mAh cm^?2條件下，表現出超過2000小時的穩定、長期循環，并在1 mA cm^?1、0.5 mAh cm^–2的1000次循環中平均鋅沉積/剝離庫侖效率（CE）為99.7%。

更重要的是，采用這種電解液組裝的Zn-MnO₂電池在4 A g^?1的電流密度下表現出超過1000次循環的令人印象深刻的長壽命，突出了這些電池在AZIB中的應用潛力。

圖3 Zn-MnO₂電池性能

Low-Cost Multi-Function Electrolyte Additive Enabling Highly Stable Interfacial Chemical Environment for Highly Reversible Aqueous Zinc Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202308463

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張朝峰/張仕林AFM：多功能電解液添加劑為鋅離子電池提供高穩定的界面

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