水性锌离子电池(ZIB)的可逆性和循环性在很大程度上取决于锌阳极的稳定性。因此,能够抑制枝晶和副反应的稳定阳极/电解质界面对于高性能ZIB至关重要。近日,华盛顿大学Cao Guozhong、河北工程大学Zhang Hong、中国科学院Li Zhaoqian在电解液中添加二恶烷促进锌离子电池中(002)织构的锌生长和抑制副反应。
本文要点:
1) 作者研究了1,4-二恶烷(DX)的吸附,以及促进Zn(002)晶面的暴露并防止枝晶生长。存在于界面处的DX可以抑制有害的副反应,而添加DX的ZIB在10 mA cm–2的恶劣条件下具有1000小时的长期循环稳定性和超高的累积电镀容量(5 Ah cm–2),并具有良好的可逆性,以及平均库仑效率为99.7%。
2) 添加DX的Zn//NH4V4O10全电池具有高比容量(202 mAh g–1,5 A g–1)和容量保持率(经过5000次循环后为90.6%),这远优于原始ZnSO4电解质的ZIB。选择性地调整吸附分子在晶体面上的Zn2+沉积速率是设计高性能Zn阳极的有效分子调制策略,并可应用于其他遭受不稳定性和不可逆性的金属阳极。
Tingting Wei et.al Addition of Dioxane in Electrolyte Promotes (002)-Textured Zinc Growth and Suppressed Side Reactions in Zinc-Ion Batteries ACS Nano 2023
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c11516