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由于水系電解液的高冰點（T_f）和過度締合（溶劑-溶劑和溶質(zhì)-溶劑相互作用）的嚴重腐蝕性，傳統(tǒng)的可充鋅電池無法在寒冷地區(qū)工作。

圖1. 電解液設(shè)計

華中科技大學(xué)伽龍等開發(fā)了一種由ZnCl₂鹽和甲醇/二氯甲烷混合物作為溶劑組成的不可燃弱締合電解液（WASE），以在低溫下實現(xiàn)高可逆鋅沉積/脫鋅。由于抑制了自締合和對Zn²⁺的適度溶劑化能力， WASE表現(xiàn)出超低的T_f（?119.2°C）和增強的Zn兼容性。

因此，使用低鹽濃度的WASE，在不添加過量防凍成分的情況下，在Zn||Zn電池中證明了在?78.5°C下穩(wěn)定和可逆的鋅沉積鋅/脫鋅，其優(yōu)異的循環(huán)壽命＞2200小時（0.1，1 mAh cm^?2），Zn||Cu電池中的平均庫侖效率（CE）高達99.6%。

圖2. 半電池性能

此外，無水WASE可以抑制ZnCl₂的水解，從而抑制電解液和Zn電極之間的腐蝕。由于電解液的物理化學(xué)性質(zhì)增強，具有WASE的Zn||PANI全電池在?50°C（2.5C下4000次循環(huán)）、?60°C（2.5C下1300次循環(huán)）和?78.5°C（0.25C下200次循環(huán)）下幾乎沒有容量下降，表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)。

這項工作強調(diào)了有針對性的締合態(tài)設(shè)計在電解液中的關(guān)鍵作用，為在寒冷地區(qū)工作的可充鋅電池（RZBs）開辟了新的發(fā)展方向。

圖3. 全電池性能

A Nonflammable Organic Electrolyte with a Weak Association State for Zinc Batteries Operated at ?78.5 °C. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202302546

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