东华大学武培怡/焦玉聪团队 Angew: 磷酰胆碱两性离子保护层抑制锌负极副反应
由于高理论容量(820 mA h g-1)、低氧化还原电位(与标准氢电极相比-0.763 V)和高储量,以锌金属为负极的水系锌离子电池在电网级储能装置中很有前景。然而,Zn2+溶剂化结构中的水分子在Zn负极表面得到电子引发析氢反应(HER)生成H2和副产物,加速了枝晶的形成,并大大降低了电池的安全性。通过添加小分子添加剂、设计水凝胶电解质、采用高浓度盐或在Zn负极表面进行人工层保护等策略均可有效解决上述问题。而其中,Zn负极保护层成本低,电化学性能较好,对电池能量密度的影响可以忽略不计,被认为具有更好的实际应用前景。理想的锌负极保护层应具有高锌金属沉积和成核的离子转移动力学、低电导率、疏水性以及高机械性能。然而,当前以一种简单可行的方法设计保护层使Zn金属电池在不同电流密度下均具有优异的稳定性仍然是一个巨大的挑战。因此,探索一种机械性能好且有利于高速离子传输的Zn负极保护层具有重要意义。
论文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202307271
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