水基锌离子电池(AZIB)作为电网储能系统受到越来越多的关注。然而,由于与锌枝晶生长和寄生反应相关的不受控制的界面现象,保证长期可逆操作并不是微不足道的。
近日,首尔大学Jang Wook Choi向电解液中添加六甲基磷酰胺(HMPA)揭示了表面过电位(|ηS|)是衡量可逆性的关键指标。
文章要点
1)HMPA吸附在金属锌表面的活性位上,提高了表面过电位,降低了成核势垒,减小了晶核的临界尺寸(rcrit)。
2)研究人员还用Wagner(Wa)无量纲数关联了观察到的界面到块体的性质。可控界面使锌V6O13全电池在2000次循环中保持75.97%的容量,而72h的容量损失仅为1.5%。
3)研究不仅提供了无与伦比的循环和存储性能的AZIB,而且还提出了表面超电位作为AZIB循环和存储可持续性的关键描述。
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Minkwan Kim, et al, Surface Overpotential as a Key Metric for the Discharge−Charge Reversibility of Aqueous Zinc-Ion Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c01614
https://doi.org/10.1021/jacs.3c01614