不稳定的电极/电解质界面、不均匀的锌沉积和副反应困扰着水性锌离子电池的实际应用。近日，中南大学陈立宝、陈月皎提出了L-肉碱（L-CN）作为一种有效的添加剂来稳定两个电极并延长寿命。

本文要点：

1) 微量添加的L-CN中同时存在的季铵阳离子、COO-阴离子和羟基对Zn²⁺的电化学沉积/插入行为和水分子活性起着巨大的协同作用。具体而言，为了适应电场驱动电极上的负电荷，L-CN中的阳离子部分自动朝向相应的电极表面（用于充电的阳极和用于放电的阴极）定向，占据活性水位点并实现可逆吸附界面。羧基阴离子具有与Zn²⁺显著的相互作用，进而调节Zn²⁺通量以确保均匀和快速的电荷转移动力学。

2) 羟基通过氢键固定有效地捕获游离水和配位水，从而抑制副反应和阴极溶解。值得注意的是，微量L-CN添加剂在对称电池中实现了超长寿命，无枝晶镀锌/剥离的循环寿命提高了87倍，并且Zn//V₂O₅全电池经过3500次循环，仍具有高容量保持率。

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Huaming Yu et.al Reversible Adsorption with Oriented Arrangement of Zwitterionic Additive Stabilizes Electrodes for Ultralong-Life Zn-lon Batteries EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE00982C

https://doi.org/10.1039/D3EE00982C