由于锌基电池成分丰富,成本低,安全性高,因此为大规模储能开辟了新的前景。然而,锌阳极的钝化和枝晶生长损害了它们的稳定性、寿命和可逆性。
在这里,香港城市大学支春义教授报道了通过碘后功能化的沸石咪唑骨架-90 (ZIF-90-I)添加剂来规避的,其中吸附在锌阳极上的聚阳离子可以调节1 mZn(TFSI)2电解质中固体-电解质界面(SEI)的形成,并诱导Zn2+均匀沉积。此外,I3-/I-氧化还原可以使坏死的锌恢复活力并抑制树突。
文章要点
1)使用ZIF-90-I添加剂,在20mA cm-2/1 mAh cm-2的电流下,在Zn||Ti电池中获得了120次循环99.5%库仑效率的镀锌/退锌。此外,Zn||Zn电池在5ma cm-2/1 mAh cm-2下稳定循环1200小时,过电位稳定。锌的利用率高达68.6%。
2)原位光学显微镜揭示了光滑、均匀的镀锌层,以及来自I3-/I-氧化还原对的Zn再生功能。在Zn(TFSI)2 + ZIF-90-I电解质中,随着富Zn络合物和来自吸附的聚阳离子的氮化物的增加,刷新的SEI是均匀的并且富含ZnF2。在Zn(TFSI)2 + ZIF-90-I电解质中的全锌||空气电池表现出优异的循环稳定性,在0.1mA/0.05 mAh cm-2下具有稳定的极化电压。
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Yuwei Zhao, et al, Zn-Rejuvenated and SEI-Regulated Additive in Zinc Metal Battery via the Iodine Post-Functionalized Zeolitic Imidazolate Framework-90, Adv. Energy Mater. 2023, 2300627
DOI: 10.1002/aenm.202300627