构建可靠的固体电解质界面(SEI)对于实现高度可逆的锌金属(Zn⁰)电极至关重要。

近日，香港城市大学支春义教授，Jun Fan揭示了EDL吸附在ZIB的SEI形成中起着主导作用。

文章要点

1）研究人员通过引入一系列醚添加剂，即15-crown-5(15-C-5)、12-crown-4(12-C-4)和三甘醇二甲醚(G3)来控制EDL吸附和本体Zn2+溶剂化),这两种特性表现出相反的强度。

2）研究人员发现吸附最弱的15-C-5导致无机ZnF_x/ZnS_x为主的SEI层，而吸附最强的G3导致有机(C-O-C)为主的SEI层。相比之下，具有中等吸附能力的12-C-4促进了层状结构的SEI（即ZnF_x/ZnS_x-(C-O-C)）。由于无机和有机部分的高刚性和强粗糙度，这种结构赋予了SEI对大体积膨胀的高承受能力。

3）协同效应使100 cm² Zn||Zn软包电池在10 mAh cm^-2的高面容量和43%的实际ZUR下显示出4250 mAh cm^-2的累积容量。更重要的是，一个2.3Ah Zn||Zn_0.25V₂O₅•nH₂O软包电池显示出104 Wh L_cell⁻¹的记录能量密度，并在低负极/正极比(2.2:1)，贫电解质(8 g Ah^-1)和高面积容量(~13 mAh cm⁻²)的严苛条件下运行>70天。

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Yu Wang, et al, Manipulating Electric Double Layer Adsorption for Stable

Solid-Electrolyte Interphase in 2.3 Ah Zn-Pouch Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202302583

DOI: 10.1002/anie.202302583

https://doi.org/10.1002/anie.202302583