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研究概述

鋅-碘（Zn-I₂）電池具有安全性高、成本低、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)，因此受到能源行業(yè)的關(guān)注。

然而，正極電極上的I₃^–副產(chǎn)物的穿梭和鋅金屬負(fù)極上的枝晶問題會(huì)導(dǎo)致循環(huán)壽命短。

基于此，2024年11月9日，四川大學(xué)劉穎教授/林紫鋒研究員/趙江琦副研究員在國際期刊Nature Communications發(fā)表題為《A tripartite synergistic optimization strategy for zinc-iodine batteries》的研究論文。

在這里，研究人員提出了一種三方協(xié)同優(yōu)化策略，包括MXene正極主體、正丁醇電解液添加劑和原位固體電解質(zhì)界面（SEI）保護(hù)。

MXene具有催化能力，可以增強(qiáng)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)并減少I₃^–副產(chǎn)物。同時(shí)，部分溶解的正丁醇添加劑可以與MXene協(xié)同作用，抑制I₃^–的穿梭。

此外，電解液中的正丁醇和I^?可以協(xié)同改善Zn²⁺的溶劑化結(jié)構(gòu)，且在鋅負(fù)極表面原位生成了有機(jī)-無機(jī)混合SEI，誘導(dǎo)了穩(wěn)定的非枝晶鋅沉積。

結(jié)果表明，該電池在5?A?g^-1的高比電流下，經(jīng)過30,000個(gè)循環(huán)后，顯示出0.30?mAh?cm^-2的高容量和0.34?mWh?cm^-2的能量密度，每循環(huán)的容量衰減僅為0.0004%。

這項(xiàng)工作為后續(xù)研究提供了一種有希望的策略，以全面提高電池性能。

圖文解讀

圖1：Ti₃C₂T_x MXene正極主體的形態(tài)與電化學(xué)性能。

圖2：電解液的表征與模擬。

圖3：以MXene為正極主體，ZS/ZSI/ZSI-n為電解液，鋅為負(fù)極的全電池電化學(xué)性能。

文獻(xiàn)信息

Yan, W., Liu, Y., Qiu, J. et al. A tripartite synergistic optimization strategy for zinc-iodine batteries. Nat Commun 15, 9702 (2024).

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/11/13/9a7721b3c6/

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