可充电锌离子电池(ZIB)作为大规模储能的潜在候选者,仍然面临着析氢腐蚀、锌枝晶生长和容量衰减等许多挑战。
近日,深圳大学Hongwei Mi提出了一种通过有机添加剂调整固体聚合物电解质(SPE)内部结构的具体策略,以同时解决这些紧迫的瓶颈。
文章要点
1)添加磷酸三甲酯(TMP)后,SPE中Zn2+的配位环境发生改变,并以Zn2+(TMP)x(OTf−)y配位分子形式存在。同时,TMP和Zn之间的强相互作用使得Zn(002)平面在电沉积过程中优先生长,这一点基于第一性原理计算、有限元模拟和多个原位表征得到证明。
2)这种出色的原位界面工程形成了富含Zn3(PO4)2快离子导体的固体电解质界面,并保证了Zn|Zn对称电池在0.1 mA cm−2下超过6000小时的超长循环寿命。此外,TMP修饰的SPE的普适性显示VO2(B)|Zn全电池在1 A g−1下在0 ℃下稳定循环1000次,容量保持率为95.24%,满足了基于固态ZIBs的广泛储能的潜在应用。
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Bin Qiu, et al, Crystal-Facet Manipulation and Interface Regulation via TMP-Modulated Solid Polymer Electrolytes toward High-Performance Zn Metal Batteries, Adv. Energy Mater. 2023, 2301193
DOI: 10.1002/aenm.202301193
https://doi.org/10.1002/aenm.202301193