?ACS Nano:陽離子溶劑重組和氟化中間相的協(xié)同作用實現(xiàn)鋅金屬負極的高可逆性 2024年1月9日 上午9:47 ? z, 頂刊 ? 閱讀 18 鋅金屬電池因其安全性、成本效益和環(huán)境友好性,為大規(guī)模應用提供了巨大的機遇。然而,由于與水有關的鈍化/腐蝕,鋅的可逆性差和不均勻電沉積大大阻礙了其實際應用。 在此,日本筑波大學Eunjoo Yoo 、Huijun Yang等人提出了一種包含γ-丁內酯(GBL)和Zn(BF4)2·xH2O的多功能電解質。研究表明,通過使 GBL 溶劑進入Zn2+溶劑化殼并通過陰離子分解在 Zn 負極表面構建氟化界面,可以最大程度地減少水對 Zn 負極的反應性。 此外,本文選擇核磁共振作為輔助測試方案,以提升和了解電解質成分在構建界面中的作用。材料的協(xié)同作用保證了高鋅可逆性(平均庫侖效率為99.74%)、高面積容量(55 mAh/cm2)和高鋅利用率(~91%)。因此,使用 VO2 正極的鋅電池能夠平穩(wěn)運行超過 5000 個周期,每個周期的容量衰減率約為 0.0083%。此外,0.23 Ah VO2/Zn 軟包電池能夠運行超過 400 個周期,容量保持率為77.3%。 圖1. 作用機制 總之,該工作證明了調控陽離子和氟化界面相的協(xié)同作用以提高鋅電池的性能。該配方保證了鋅金屬的長期循環(huán)(平均CE為99.74%,循環(huán)壽命延長到600次)。同時,獲得了致密無枝晶的鋅沉積,具有高面積容量(55 mAh/cm2)和91%的鋅利用率。結合優(yōu)化的Zn2+溶劑化殼層和富ZnF2層的優(yōu)勢,VO2/Zn電池在循環(huán)穩(wěn)定性方面有顯著改善(容量衰減率為每循環(huán)約0.0083%,超過5000次循環(huán))。 同時,GF電解液使0.23 Ah的VO2/Zn軟包電池表現(xiàn)出400次循環(huán)的穩(wěn)定循環(huán)壽命,并獲得77.3%的高容量保持率。因此,該項工作提出了一個新型電解質設計方案,強調了調節(jié)電解質結構和建立氟化界面對未來鋅電池應用的好處。 圖2. 電池性能 Synergistic Cation Solvation Reorganization and Fluorinated Interphase for High Reversibility and Utilization of Zinc Metal Anode, ACS Nano 2023 DOI: 10.1021/acsnano.3c08749 原創(chuàng)文章,作者:wdl,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2024/01/09/ed0141e635/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 刷新記錄!東北師大重磅Nature子刊,高效提取鈧! 2023年12月28日 電池頂刊集錦:陸俊、余桂華、侴術雷、龐歡、吳敬一、張凱、徐茂文、魏軍、劉興泉等成果! 2024年3月20日 牛!南京大學,重磅Nature!迎來今年第6篇Nature/Science正刊! 2024年11月25日 曲良體/張志攀/趙揚EnSM:-20°C下可自修復的鋅離子電池 2023年10月13日 洪堡學者、高層次青年人才!南京理工最新Nature子刊! 2024年5月20日 ?陳忠偉院士AM:柔性準固態(tài)電解質助力鋰金屬電池3000次穩(wěn)定循環(huán)! 2023年10月8日