金属锌具有高理论容量、低成本和高安全性，是水系锌离子电池的一种有前途的负极候选材料。然而，它经常遭受析氢反应（HER）、锌枝晶生长和副产物的形成。

在此，南开大学牛志强教授通过将基于TEP的电解质润湿的疏水性聚丙烯（PP）隔膜引入到Zn阳极表面上，开发了一种磷酸三乙酯（TEP）/H₂O二元相电解质（BPE）界面。

文章要点

1）BPE界面的平衡取决于疏水性PP隔膜表面上基于H₂O的电解质和基于TEP的电解质的相当的表面张力。BPE界面将诱导Zn²⁺溶剂化结构从[Zn(H₂O)_x]²⁺转化为[Zn(TEP)_n(H₂O)_y]²⁺，其中大多数溶剂化的H₂O分子被去除。在[Zn(TEP)_n(H₂O)_y]²⁺中，残留的H₂O分子可以进一步受到约束。此外，TEP和H₂O分子之间形成氢键。因此，溶剂化H₂O分子的电离被有效抑制，HER和副产物将被有效限制在BPE中的Zn阳极表面。

2）实验结果显示，锌负极表现出高达99.12%的库仑效率和6000小时的优异循环性能，远高于单相水性电解质的情况。进一步，为了说明BPE在全电池中的可行性，基于BPE组装了Zn/Al_xV₂O₅电池，并表现出增强的循环性能。

参考文献

Jiacai Zhu, et al, The Construction of Binary Phase Electrolyte Interface for Highly Stable Zinc Anodes, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202304426

https://doi.org/10.1002/adma.202304426