锌金属阳极的长期可逆电镀/剥离是水性锌离子电池(ZIBs)的一个关键方面。然而,它受到阳极/电解质界面处发生的不受控制电沉积和副反应限制。在金属配位化学的指导下,浙江大学Lu Jun将一种新型添加剂二苯胺磺酸钠(DASS)加入ZnSO4电解质中,以引导稳定可逆的锌沉积。
本文要点:
1) 理论计算和实验结果表明,N、S位与Zn(Zn─N、 Zn─S)之间具有强烈的双重协调效应,并且这种吸附的DASS层不仅可以防止H2O与阳极之间的紧密接触以抑制界面副反应,还可以引导3D Zn2+离子扩散和均匀电沉积以抑制锌枝晶。
2) 因此,DASS添加剂能够在1 mA cm−2(1 mAh cm−2)下实现长达2400小时的超长稳定循环,即使在20 mA cm−2中的超高电流密度下,也能实现250小时的稳定循环,这突出了阳极/电解质界面的可靠配位效应。
Jin Cao et.al Interfacial Double-Coordination Effect Guiding Uniform Electrodeposition for Reversible Zinc Metal Anode Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302770
https://doi.org/10.1002/aenm.202302770