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浙大陸俊等JACS.：可逆Zn金屬電池新突破！

來源：時間：2023-10-30 09:25:26 瀏覽：2367次

第一作者：Wangwang Xu、Jiantao Li

通訊作者：陸俊教授、Jiantao Li、Kangning Zhao

通訊單位：浙江大學(xué)、阿貢國家實驗室、洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)

DOI: 10.1021/jacs.3c06523

研究背景

水系鋅離子電池（ZIBs）具有低成本、高離子電導(dǎo)率、高安全性和環(huán)境友好性等優(yōu)點，受到了廣泛的關(guān)注，顯示出巨大的大型儲能器件的應(yīng)用潛力。鋅金屬電池受到水腐蝕的強烈阻礙，因為溶劑化的鋅離子會將活性水分子不斷地帶到電極/電解質(zhì)界面?；诖耍?strong style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;">浙江大學(xué)陸俊教授等人報道了一種犧牲溶劑化殼，能從電極/電解質(zhì)界面排斥活性水分子，并協(xié)助形成一個富含氟的有機?無機梯度固體電解質(zhì)界面（SEI）層，實現(xiàn)高度可逆的鋅金屬電池。

文章要點

1、作者展示了犧牲溶劑化殼體的概念，以延緩促進形成富含氟的有機?無機梯度SEI層，實現(xiàn)高度可逆的鋅金屬電池。其中，甲醇促進了Zn(H₂O)₂(CH₃OH)₂²⁺溶劑化結(jié)構(gòu)的形成。在犧牲脫溶過程中，兩個甲醇分子與鋅離子強烈結(jié)合，形成Zn(CH₃OH)₂²⁺結(jié)構(gòu)，阻止了溶劑化水分子在界面上的形成。甲醇和Zn(CF₃SO₃)₂的同時犧牲作用形成了富-有機表面（和富無機CH₂OC^?）的梯度SEI層，結(jié)合了快速擴散和高靈活性的優(yōu)點。

2、在Zn對稱電池中，可以在銅箔上進行無枝晶Zn剝離/沉積，CE為300次，40 mA/cm²的超高累積鍍層容量為10 Ah/g。在低NP比為2的情況下，高面積容量VO₂//20 μm厚Zn板全電池的超高面積容量為4.7 mAh/cm²，顯示出250次周期的穩(wěn)定循環(huán)能力。本工作通過直接利用20 μm鋅板實現(xiàn)商業(yè)水平的面積容量，為商業(yè)化Zn金屬電池邁出了重要的一步，將簡化制造過程，促進商業(yè)化Zn電池的發(fā)展。

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