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?洛桑聯(lián)邦理工Angew：電化學(xué)疏水三層界面構(gòu)筑機(jī)械分級SEI，穩(wěn)定鋅金屬陽極

水系鋅離子電池作為電網(wǎng)規(guī)模的儲能裝置很有前景，但由于電極/電解質(zhì)界面不穩(wěn)定而受到阻礙。

圖1. 電解液的物化特性

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院趙康寧等報(bào)道了用于水系鋅金屬電池的貧水離子液體電解液。研究顯示，這種貧水離子液體電解液超越了基于經(jīng)典Gouy-Chapman-Stern理論的電化學(xué)雙電層，形成了由前兩層疏水性O(shè)TF-和EMIM+以及第三層松散附著的水組成的疏水性三層界面。通過利用疏水性三層界面，貧水離子液體電解液實(shí)現(xiàn)了寬的電化學(xué)工作窗口（2.93V）和相對高的鋅離子電導(dǎo)率（17.3mS/cm）。

此外，陰離子擁擠界面促進(jìn)了OTF-分解化學(xué)，形成了機(jī)械分級的固體電解質(zhì)界面層，同時抑制了枝晶的形成并保持了機(jī)械穩(wěn)定性。

圖2.?不同電解液的電化學(xué)性能

受益于上述優(yōu)勢，貧水離子液體電解液在20A/g和N/P比為1.5的實(shí)際條件下實(shí)現(xiàn)了超過10000次循環(huán)的超長循環(huán)能力，累積面容量達(dá)到1.8Ah/cm²，優(yōu)于最先進(jìn)的鋅金屬電池性能?？傮w而言，這項(xiàng)工作強(qiáng)調(diào)了穩(wěn)定的電極/電解質(zhì)界面穩(wěn)定性的重要性，這對于構(gòu)建高能電網(wǎng)規(guī)模的鋅離子電池是實(shí)用的。

圖3.?高壓鋅離子電池的電化學(xué)性能

Electrochemical Hydrophobic Tri-layer Interface Rendered Mechanically Graded Solid Electrolyte Interface for Stable Zinc Metal Anode. Angewandte Chemie International Edition 2024. DOI: 10.1002/anie.202318063

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