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浙大陆俊等JACS.：可逆Zn金属电池新突破！

来源：时间：2023-10-30 09:25:26 浏览：1387次

第一作者：Wangwang Xu、Jiantao Li

通讯作者：陆俊教授、Jiantao Li、Kangning Zhao

通讯单位：浙江大学、阿贡国家实验室、洛桑联邦理工学院(EPFL)

DOI: 10.1021/jacs.3c06523

研究背景

水系锌离子电池（ZIBs）具有低成本、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优点，受到了广泛的关注，显示出巨大的大型储能器件的应用潜力。锌金属电池受到水腐蚀的强烈阻碍，因为溶剂化的锌离子会将活性水分子不断地带到电极/电解质界面。基于此，浙江大学陆俊教授等人报道了一种牺牲溶剂化壳，能从电极/电解质界面排斥活性水分子，并协助形成一个富含氟的有机−无机梯度固体电解质界面（SEI）层，实现高度可逆的锌金属电池。

文章要点

1、作者展示了牺牲溶剂化壳体的概念，以延缓促进形成富含氟的有机−无机梯度SEI层，实现高度可逆的锌金属电池。其中，甲醇促进了Zn(H₂O)₂(CH₃OH)₂²⁺溶剂化结构的形成。在牺牲脱溶过程中，两个甲醇分子与锌离子强烈结合，形成Zn(CH₃OH)₂²⁺结构，阻止了溶剂化水分子在界面上的形成。甲醇和Zn(CF₃SO₃)₂的同时牺牲作用形成了富-有机表面（和富无机CH₂OC⁻）的梯度SEI层，结合了快速扩散和高灵活性的优点。

2、在Zn对称电池中，可以在铜箔上进行无枝晶Zn剥离/沉积，CE为300次，40 mA/cm²的超高累积镀层容量为10 Ah/g。在低NP比为2的情况下，高面积容量VO₂//20 μm厚Zn板全电池的超高面积容量为4.7 mAh/cm²，显示出250次周期的稳定循环能力。本工作通过直接利用20 μm锌板实现商业水平的面积容量，为商业化Zn金属电池迈出了重要的一步，将简化制造过程，促进商业化Zn电池的发展。

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