水系电池中锌阳极的可逆性和稳定性受到枝晶生长和腐蚀反应的限制。在此,东北大学孙筱琪使用具有丰富官能团的大分子,即0.1wt%的刺槐豆胶(LBG)作为电解质添加剂,并在1 m ZnSO4中引入,以解决上述问题。
本文要点:
1) 理论计算和实验分析表明,LBG分子上多个排列的氧位点允许与锌表面进行有序的相互作用。同时,其余基团进入Zn2+溶剂化壳,优化了界面处的氢键网络。这些活性位点捕获并均匀化了朝向电极的Zn2+通量,从而改变了去溶剂化路径。
2) 更容易去除的溶剂化水和更强的氢键抑制了副反应,最终LBG的受控去除产生了均匀的沉积物。因此,在1600小时内实现了稳定的镀锌/剥离。此外,该机制可以扩展到一系列浓度低于0.1 wt%的大分子胶添加剂,为锌电池提供了具有成本效益的水性电解质。
Kuo Wang et.al Ordered interface regulation at Zn electrodes induced by trace gum additives for high-performance aqueous batteries EES 2024
DOI: 10.1039/D4EE04100C
https://doi.org/10.1039/D4EE04100C