港城大李振聲EnSM: 實現長壽命水系鋅離子電池穩定Zn沉積的電解液工程 2023年10月13日 上午11:13 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 18 直接利用鋅金屬負極的水系鋅金屬電池(AZMBs)被認為是具有高安全性、高理論容量和化學穩定性的下一代商業電池的候選者。然而,水系電解液狹窄的電化學穩定性窗口、不受控制的枝晶和有限的可逆性仍然困擾著其實際應用。 為此,香港城市大學李振聲教授、Hui Wang等人設計了一種安全、無毒、環保且價格低廉的水系Zn(OTf)2-H2O-PEG(聚乙二醇)電解液。該電解液體系有以下優點: (i)如NMR、FTIR和拉曼結果所示,PEG網絡極大地限制了水分子的活性,從而減少了水分子的分解; (ii) PEG分子將Zn離子的局部配位環境從H2O分子主導轉變為陰離子主導結構。 然后,在鋅負極上原位合成了(002)晶面優先取向的鋅表面和富含ZnF2的SEI,從而減少了副反應以實現優異的界面穩定性,這些通過原位光學可視化觀察(OVO)、異位SEM、XRD、XPS 和MD分析證實。 圖1. 基于該電解液的Zn||Zn對稱電池的循環性能 因此,采用 Zn(OTf)2-(30wt%) H2O-70wt% PEG的電解液組合物,Zn||Zn對稱電池表現出創紀錄的超高循環穩定性(在1和2 mA cm-2的電流密度下可達到9000和8000小時)。 此外,Zn||70%PEG||V2O5全電池在0.5 A g-1的電流密度下表現出 345.7 mAh g-1的高比容量,并在15 A g-1的高電流密度下500次循環后表現出84.3% 的容量保持率。這些結果表明,這種可靠的電解液工程具有抑制水分解和誘導均勻金屬沉積的協同作用,有望大大提高下一代 AZMB的電化學性能。 圖2. Zn||70%PEG||V2O5全電池的電化學性能 Electrolyte Engineering Enables Stable Zn-Ion Deposition for Long-Cycling Life Aqueous Zn-ion Batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.11.003 原創文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/13/84ff7b187f/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 ACS Catalysis:對亞硝酸鹽和氨的選擇性可調的氧化物衍生銀用于電催化硝酸鹽還原 2023年10月14日 ?深大Small:表面自旋立大功!助力NiCo2S4高電流密度下穩定共電解水/甲醇制氫 2023年10月7日 哈工大EnSM:NMP助力原位聚合設計準固態電解質,提升鋰金屬電池性能! 2024年4月21日 多孔金屬有機聚合物(POMPs)催化胺與CO2和H2高效、高選擇性制備甲酰胺類化合物 2023年10月24日 ?東南/西交ACS Nano: Ni-Co/ZrO2-VO上發生強光熱耦合,促進光催化CO2還原 2024年6月2日 東華大學朱美芳院士/徐桂銀EnSM:超高線容量纖維基鈉離子電池負極 2023年10月15日