锌电池在固定储能方面具有巨大潜力,但在水性电解质中仍存在严重的枝晶生长、腐蚀和析氢问题。尽管不易燃的含水有机电解质在解决这些问题方面具有独特功效,但离子导电性不足阻碍了含水有机锌电池的倍率性能和实用性。在这里,天津大学翁哲、Han Daliang将甲醇作为乙二醇(EG)基含水有机电解质的共溶剂,其中其甲基端基可以中断EG之间连续的分子间氢键网络。
本文要点:
1) 这种新型含水有机电解质在不牺牲不燃性的情况下表现出双倍的离子电导率。因此,锌阳极在0.5 mA cm-2下表现出4000小时以上的长期循环稳定性,99.5%的高库仑效率,高达20 mA cm-2的高倍率性能,以及-60°C的优异低温耐受性。
2) 带有该电解质的Zn||V2O5软包电池能够在极端操作条件下稳定运行,包括针刺、包装破损,甚至暴露在火中。该工作为高倍率实用锌电池及其他电池的电解质设计铺平了道路。
Changjun Cui et.al Breaking Consecutive Hydrogen-Bond Network Toward High-Rate Hydrous Organic Zinc Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI:10.1002/aenm.202301466
https://doi.org/10.1002/aenm.202301466