水性锌离子电池因其丰富的材料、低生产成本和安全性而受到广泛关注。然而,这些电池存在严重的副反应,这与电极表面存在大量溶剂密切相关。在此,山东大学熊胜林、江苏理工学院鲍克燕、毛武涛将1,4,7,10,13,16-六氧杂环十八烷(18-crown-6)加入电解质中,从理论和实验上阐明其对快速脱溶的贡献。
本文要点:
1) 结果表明,在电解质中加入18-crown-6大大促进了溶剂化结构的去溶剂化,并防止了溶剂分子在锌阳极表面的聚集,从而抑制了氢沉淀反应。它还提高了锌离子的迁移数,使锌阳极上的界面电场稳定,从而促进了Zn2+的有序扩散和均匀成核,抑制了枝晶生长。
2) 因此,含有18-crown-6作为添加剂的电解质具有稳定的循环寿命,锌对称电池在1mA cm-2下循环了近1700小时,库仑效率显著提高。组装的Zn||NH4V4O10电池表现出优异的电化学性能,即使在10.0 A g−1下进行4000次循环后,容量也达到100.9 mAh g−1。
Aohua Wu et.al Multifunctional Crown Ether Additive Regulates Desolvation Process to Achieve Highly Reversible Zinc-Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202404450
https://doi.org/10.1002/aenm.202404450