本刊推荐 | 南开大学梁静、李海霞课题组：基于山梨醇添加剂电解质的可逆锌电化学

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该论文通过向传统电解质中添加安全无毒的山梨醇，有效抑制了水分子的分解以及锌枝晶的产生，提升了对锌阳极界面的保护作用以及循环性能，改善了锌的可逆沉积/溶解电化学性能。

背景介绍

电化学储能技术在新能源替代传统化石燃料的低碳转型过程中具有不可替代的社会价值。水锌离子电池因其优异的安全性、成本效益和环境友好性而被认为是大规模储能的候选者之一，但锌负极枝晶生长、腐蚀、析氢反应等引起的锌界面不稳定，极大地阻碍了水系锌离子电池的发展。因此，通过调节锌离子周围的溶剂化壳结构、设计合适的界面层抑制锌枝晶和寄生反应是提高锌负极可逆性的必要条件。

研究出发点

提出了一种富羟基结构的山梨糖醇电解质添加剂体系，其具有良好的调节溶剂化结构的性能，并与水分子形成分子间氢键，降低了被结合的水分子的活性，在抑制锌枝晶生长和各种副反应方面取得了较好的效果，为面向应用的水系锌离子电池提供了参考方案。

图文解析

图1  系列电解液分子动力学模拟及光谱表征

图2  半电池循环性能表征

图3  改良电解液界面相关表征

图4  全电池性能表征

主要结论

（1）山梨醇与Zn²⁺的强相互作用使其进入溶剂化壳层，降低了配位水的比例，并在山梨醇与水分子之间形成分子间氢键网络，抑制了自由水分子的活性，限制了各种副反应。

（2）山梨醇与锌阳极界面良好的接触和吸附也阻碍了水分子与锌阳极的直接接触，减少了水分子在界面上的分解，抑制了各种副反应和枝晶的形成，进一步有助于提高锌负极的稳定性。

关于本文

引用格式：

孙琼, 杜海会, 孙田将, 李典涛, 程敏, 梁静, 李海霞, 陶占良. 基于山梨醇添加剂电解质的可逆锌电化学[J]. 电化学（中英文）, 2024, doi: 10.61558/2993-074X.3447.

Qiong Sun, Haihui Du, Tianjiang Sun, Diantao Li, Min Cheng, Jing Liang, Haixia Li and Zhanliang Tao. Based-Sorbitol Electrolyte Additive for Reversible Zn Electrochemistry[J]. Journal of Electrochemistry, 2024, doi: 10.61558/2993-074X.3447.

DOI：10.61558/2993-074X.3447

https://electrochem.xmu.edu.cn/CN/10.61558/2993-074X.3447

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