SCMs|丙二醇电解液键结构调控及其水系锌离子电池稳定性研究

水系锌基电池具有低成本和高安全性的优点，是很有潜力的储能技术。然而，枝晶、副反应和较差的低温性能限制了其实际应用，这与电解液的溶液组成密切相关。

近日，中科院合肥物质科学研究院胡林华研究员等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过调控丙二醇电解液的溶剂结构及键相互作用，有效抑制了锌枝晶和副反应。丙二醇具有较高的电子云密度和DN (Donor number)值，可以破坏水分子间和水分子与Zn²⁺间的相互作用，从而提高H–O共价键的强度，降低水活性和冰点，改变Zn²⁺的溶剂化结构。

图1 Zn//V2O5电池的循环稳定性和性能。

制备的电池器件表现出高的循环稳定性(Zn//Zn电池循环超过1000 h)，高可逆性(库伦效率达到98.9%)，高储锌性能(在5 A g⁻¹下比容量为225 mA h g⁻¹，循环5000圈容量保持率为92.6% )和优异的防冻性能(在−20°C下循环500圈比容量为190 mA h g⁻¹)。

本工作为高性能水系锌离子电池的发展提供了一种有前景的策略。

文章信息

Wei, T., Peng, Y., Mo, L. et al. Modulated bonding interaction in propanediol electrolytes toward stable aqueous zinc-ion batteries. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1841-5

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