电极/电解质界面的双电层(EDL)对锌离子电池的电化学反应起着至关重要的作用。对于锌阳极,EDL由H2O偶极子组成,这会导致锌腐蚀和钝化。在此,青岛科技大学李彩霞、王磊报道了水性锌离子电池阳极界面双电层的局部电子结构工程重建。
本文要点:
1) 作为固体电解质界面(SEI)的富电子(LER)结构改变了电子分布,导致Zn2+的快速捕获,从而促进了cH2O壳层的去溶剂化。此外,LER对SO42-产生静电排斥效应。因此,通过Zn2+-H2O-SO42-的分布重建了贫H2O EDL,这抑制了副反应并改善了Zn2+的沉积动力学。
2) 此外,作者通过原位拉曼光谱证实,锌离子通量在整个电镀过程中是均匀的。LER作为EDL结构的调节剂,可实现Zn2+的平稳快速沉积。获得的LER@Zn//LER@Zn电池具有4800小时的寿命,并且LER@Zn///MnO2电池在1500次循环中具有优异的循环稳定性,以及在5 C下具有124 mAh g−1的高容量。
Jingwen Liu et.al Reconstruction of Electric Double Layer on the Anode Interface by Localized Electronic Structure Engineering for Aqueous Zn Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202401118
https://doi.org/10.1002/aenm.202401118