鋅金屬電池在大規(guī)模存儲中顯示出巨大的應(yīng)用價值，但仍受到水系電解質(zhì)腐蝕和界面水分解反應(yīng)的阻礙。

圖1. 電解液設(shè)計

湖北大學(xué)王浩、萬厚釗、南洋理工大學(xué)張寶等提出了一種含有丁二腈（SN）添加劑的疏鋅電解液，SN電解液對鋅的親和力較低，但對固態(tài)相（SEI）的親和力較強(qiáng)。本質(zhì)上的疏鋅電解液可以降低鋅金屬對電解液的親和力，防止界面水引起的析氫反應(yīng)和腐蝕的發(fā)生。

因此，SN電解液不僅減少了鋅金屬的腐蝕，還改變了氫氧化鋅硫酸鹽（ZHS）的生長趨勢，獲得了由ZHS水平堆積形成的平坦、高Zn²⁺通量的SEI（H-SEI）。與常見的垂直生長的ZHS形成的SEI（V-SEI）相比，H-SEI可以防止鋅的進(jìn)一步腐蝕并抑制枝晶的生長。

圖2. 半電池性能

與其他成膜添加劑策略不同，SN沒有引入其他SEI成分，而是改變了ZHS的積累模式。結(jié)果，對稱電池能夠?qū)崿F(xiàn)超過4000小時的無枝晶循環(huán)（累積容量為20000 mAh cm^-2），并且在放電深度（DOD）為86.1%的情況下，仍然可以穩(wěn)定地進(jìn)行325 h沉積/剝離。

此外，采用有限鋅的軟包電池提供了最大的能量密度為57.0 Wh kg^-1（基于正極材料和負(fù)極材料的質(zhì)量負(fù)載）。這樣一個簡單的添加劑策略為鋅化學(xué)在溫和電解液環(huán)境下的實際應(yīng)用提供了理論參考。

圖3. 全電池性能

Zincophobic Electrolyte Achieves Highly Reversible Zinc-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202300795