尽管硫基电池具有多种优势,但多硫化物穿梭和使用具有易燃风险的高成本有机电解质阻碍了其作为商业设备的适用性。水性锌硫(Zn─S)电池是一种不含多硫化物的低成本、高理论容量、高锌、高硫的环保储能系统,然而,由于树枝状生长和腐蚀导致容量衰减,锌阳极的稳定性仍面临巨大挑战。近日,印度理工学院Tharamani C. Nagaiah报道了乙二醇(EG)和碘(I2)作为电解质添加剂在醋酸锌水溶液[Zn(OAc)2]电解质中的应用。
本文要点:
1) 作者通过分子动力学模拟发现,EG作为添加剂能够将Zn电极的腐蚀速率降低15倍。组装的Zn─S电池在0.1C下具有1210 mA h g−1的优异容量,即使在250次循环后仍能保持91%的容量。同时在1C下具有3000次循环的优异可逆延长循环稳定性,并且容量保持率为64.5%。
2) 原位电化学拉曼光谱用于实时监测硫化锌(ZnS)的形成,并同时揭示系统中的多硫化物穿梭。此外,这一结果也得到了XPS、UV-Vis和IR光谱表征的证实。
Shivangi Mehta et.al Unleashing Ultrahigh Capacity and Lasting Stability: Aqueous Zinc-Sulfur Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202401515
https://doi.org/10.1002/aenm.202401515