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五單位聯(lián)合AFM：溶劑化、陰極和陽極界面的同步調(diào)節(jié)助力長壽命鋅離子電池

可充水系鋅離子電池（ZIB）受到陰極溶解和陽極腐蝕/枝晶的威脅，這導(dǎo)致可逆性較差。

圖1. 電解液設(shè)計

東北師范大學(xué)吳興隆、四川師范大學(xué)賃敦敏、香港理工大學(xué)Jingxin Zhao、哈爾濱工業(yè)大學(xué)Ruyi Zhao、電子科大胡強(qiáng)等提出了一種簡單、低成本的策略，通過引入安全的二甘醇單甲醚（DGME）分子，同時抑制陰極材料的溶解，并調(diào)節(jié)電解液和陽極界面。

具體來說，DGME分子可以實(shí)現(xiàn)以下功能：1）在陽極側(cè)，DGME分子吸附在鋅金屬陽極表面，調(diào)節(jié)界面的 EDL，防止水分子與陽極直接接觸，并引導(dǎo)Zn²⁺的沉積方向朝向（002）晶面；2）一個DGME分子可以取代Zn²⁺溶劑化鞘中的兩個水分子，從而減少活性水分子的數(shù)量，抑制析氫反應(yīng)（HER）；3）在陰極側(cè)，DGME分子可以抑制VO₂的溶解，改善Zn²⁺的反應(yīng)動力學(xué)，從而提高Zn//VO₂全電池的性能。

圖2.?半電池性能

得益于多功能電解液，采用ZnSO₄/DGME電解液的Zn||Zn對稱電池的循環(huán)壽命超過3000 h，Zn//Cu半電池在1 mA cm^-2電流條件下的CE值也高達(dá)99.6%。此外，Zn//VO₂全電池表現(xiàn)出卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，在5 A g^-1條件下，初始容量高達(dá)257 mAh g^-1，即使循環(huán)500次后，CE值仍接近100%。

圖3.?全電池性能

Multifunctional Electrolyte toward Long-Life Zinc-Ion Batteries: Synchronous Regulation of Solvation, Cathode and Anode Interfaces. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202311961

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