水性锌电池已成为非常有前途的储能装置;然而,严重的寄生反应导致锌枝晶的产生加剧,从而降低了锌负极的利用率。降低电解质含量和调节水活性是解决这些问题的有效手段。有鉴于此,湖北大学郑自建、天津大学武美玲和阿德莱德大学Zai-Ping Guo发现,将水性电解质和结合水限制在细菌纤维素(BC)上可以抑制副反应并调节稳定的镀锌/脱锌行为。
本文要点
(1)这种方法可以使用更少的电解质和Zn箔。而用具有有限电解质的水凝胶电解质组装的对称Zn电池(电解质与容量比E/C=1.0 g(Ah)−1)在6.5 mA cm−2的电流密度下稳定循环,并实现6.5 mA h cm−2和85%的放电深度。
(2)使用BC水凝胶电解质的全电池的放电容量为212 mA h cm−2,在5 A g−1下1000次循环后,容量保持率为83%。这项工作为限制水对锌电镀/剥离过程的影响提供了新的见解,并为设计新型水凝胶电解质以更好地稳定和有效利用锌负极提供了一条途径。
Xin Yang, et al. Reshaping Zinc Plating/Stripping Behavior by Interfacial Water Bonding for High-Utilization-Rate Zinc Batteries. Advanced Materials. 2023
DOI:10.1002/adma.202303550
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303550