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研究概述

為了應(yīng)對水系鋅基電池中低放電平臺（< 1.5 V）的挑戰(zhàn)，人們研究了高濃度鹽，因為它們具有寬電化學(xué)窗口（~3 V）。

然而，這些電解液主要是防止負極的析氫和枝晶生長，沒有顯著提高電壓性能。

基于此，2024年10月16日，鄭州大學(xué)周震教授/Li Song、清華大學(xué)曲良體教授、中國科學(xué)院力學(xué)研究所劉峰副研究員在國際期刊Angewandte Chemie International Edition發(fā)表題為《Solvent Polarity-Induced Regulation of Cation Solvation Sheaths for High-Voltage Zinc-Based Batteries with a 1.94 V Discharge Platform》的研究論文。

在此，研究人員介紹了一種通過調(diào)節(jié)溶劑極性來調(diào)節(jié)混合電解液中陽離子溶劑化鞘，降低Zn/Zn²⁺氧化電位和水活度的方法。

通過二甲基亞砜和水之間的強陽離子-水配位和氫鍵作用，設(shè)計的電解液在低濃度下實現(xiàn)了比傳統(tǒng)濃電解液更寬的電化學(xué)窗口（4 V）。

研究表明，使用這種電解液，Zn/Zn電池的循環(huán)壽命達到了驚人的4340次，而Zn/錳酸鋰電池則實現(xiàn)了超過1.9 V的高放電平臺，且具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

采用聚乙烯醇基混合電解液的鋅基微電池也實現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的1.94V高放電平臺。

這項工作為開發(fā)用于高性能可持續(xù)儲能的低濃度電解液提供了一種有前途的策略。

圖文解讀

圖1：電解液的物理和電化學(xué)特性

圖2：機理分析

圖3：MBs的電化學(xué)性能

文獻信息

Solvent Polarity-Induced Regulation of Cation Solvation Sheaths for High-Voltage Zinc-Based Batteries with a 1.94 V Discharge Platform,?Angewandte Chemie International Edition,?2024.

原創(chuàng)文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/10/22/5f0291440b/

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