用于能量存储的Ca2+离子可以赋予电池低成本和高能量的优点,但其仍然受到难以电镀/剥离和(脱)嵌入Ca2+的阻碍。在此,广东工业大学李成超、唐永超通过桥接Zn2+/Ca2+存储化学实现了异质溶剂化电解质(HSE)中高压稳定的钙基混合电池(CHB)。
本文要点:
1) 通过[Ca2+(H2O)(乙腈)(CF3SO3)-]异溶剂化单元,HSE不但可以可逆的原位锌剥离/镀覆,以绕过非剥离/镀覆阳极在储存Ca2+方面的低容量/高电位限制,而且有效克服了传统有机电解质中的Ca2+(脱)嵌入。富乙腈贫水阳极界面与Ca2⁺离子的静电屏蔽效应协同作用,有利于促进高度可逆的锌剥离/镀覆。
2) 此外,异溶剂化单元中水分子的润滑/屏蔽性能有效促进了Ca2+/Zn2+在KNiMnPB/G阴极中的共插入/共提取。因此,HSE提供了超过1600小时的持久锌剥离/镀覆,使KNiMnPB/G//Zn电池在0.1 A g−1下具有高达1.85 V的高工作电压,并在1 A g-1下的400次循环中表现出良好的稳定性,优于大多数具有非剥离/镀型阳极的水性钙基电池。
Jianping Yan et.al Bridging Zn2+/Ca2+-Storage Chemistries by Hetero-Solvation Electrolyte toward High-Voltage Ca2+-Based Hybrid Batteries Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202403888