可充水锌碘电池被认为是一种很有前途的新型储能系统,但阳极腐蚀和枝晶生长严重阻碍了其应用前景。
鲁汶大学Feili Lai和郑州大学Jiajia Huang等详细揭示了聚碘的腐蚀机理,显示它能自发地与锌发生反应,导致电池迅速失效。
本文要点:
(1)
为了解决这个问题,富磺酸根离子交换层(SC-PSS)被特意构建来调节多碘化合物和Zn2+在锌/电解质界面的传输和反应化学。所得ZIB可以正常工作超过6000次循环,具有高容量保持率(90.2%)和可逆性(99.89%)。理论计算和实验表征表明,SC-PPS层通过静电排斥阻止多碘化物渗透,同时促进Zn(H2O)62+的去溶剂化并通过化学吸附限制Zn2+的不期望的2D扩散。
(2)
该工作不仅系统地分析了多碘化合物对锌阳极的不利影响,而且为开发长寿命、低成本、本质安全的水基锌碘电池提供了一个可操作性强的解决方案。
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Zhang, L., Huang, J., Guo, H., Ge, L., Tian, Z., Zhang, M., Wang, J., He, G., Liu, T., Hofkens, J., Brett, D. J., Lai, F., Tuning Ion Transport at the Anode-Electrolyte Interface via a Sulfonate-Rich Ion-Exchange Layer for Durable Zinc-Iodine Batteries. Adv. Energy Mater. 2023, 2203790.
DOI: 10.1002/aenm.202203790
https://doi.org/10.1002/aenm.202203790