水性锌硫电池具有环境友好、成本低、理论容量高等优点,是一种极具应用前景的电网级储能技术。然而,硫化锌(ZnS)在充电过程中缓慢的氧化动力学阻碍了锌硫电池的实际应用。近日,苏州大学张亮、胥燕、浙江工业大学刘铁峰提出了一种亲核调节策略,通过调节Zn-S键合强度来调节ZnS的氧化动力学。
本文要点:
1) 通过筛选不同的亲核基团,作者发现四亚甲基砜(TMS)不仅可以通过砜基团与ZnS的Zn原子强烈相互作用以降低氧化能垒,还可以通过保护ZnS免受活性水分子的影响来有效抑制副反应,从而促进ZnS完全转化为硫。
2) 受益于这些优势,使用TMS作为多功能电解质添加剂组装的水性锌硫电池在2.0 A g−1的电流密度下具有799 mAh g−l的比容量,在4.0 A g−1的电流强度下具有649 mAh g–1的比容量,并且在长期循环后具有增强的容量保持率。
Shiqi Shen et.al Improving ZnS Oxidation Kinetics Through Nucleophilic Regulation for High-Performance Zinc–Sulfur Batteries Adv. Functional Mater. 2024
DOI:
https://doi.org/10.1002/adfm.202420258