鋅負極上的寄生副反應是阻礙水系鋅儲能系統在電網應用中發展的關鍵問題。
圖1.?EDL結構和鋅沉積行為的調節示意圖
東華大學武培怡、焦玉聰等采用2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿(MPC)和N-丙烯酰基甘氨酰胺(NAGA)共聚而成的聚合物添加劑(PMCNA)來調節鋅沉積環境,從而在鋅利用率較高的長期循環過程中實現令人滿意的副反應抑制性能。
研究顯示,PMCNA可優先吸附在鋅金屬表面,形成均勻的保護層,從而有效阻擋水分子,防止副反應。此外,PMCNA還能引導Zn沿002平面成核和沉積,進一步抑制副反應和枝晶。
圖2.?對稱電池性能
因此,PMCNA的這些協同特性使Zn//Zn電池在11.6 mA h cm-2的超高放電深度(DOD)條件下具有較長的循環壽命(超過420小時),并使Zn//PANI電池在寬溫度范圍內具有穩定的性能。實驗顯示,Zn//PANI電池在2.6的低N/P比下Zn利用率達到 51.3%。
圖3.?Zn//PANI電池性能
Guiding Zn Uniform Deposition with Polymer Additives for Long-lasting and Highly Utilized Zn Metal Anodes. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202314456
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