南京大学「国家优青」金钟/太原理工王骞AFM | 有机小分子空间限域配位诱导反溶剂化构型以实现高可逆锌电池！

背景：锌离子电池（ZIBs）具有成本和安全优势，但其水系电解质中锌负极的循环可逆性较差，尤其是在极端条件如低温、高放电深度下。研究目的：为解决上述问题，研究者开发了一种低浓度小分子空间限域配位电解质（0.45 M Zn(BF₄)₂·xH₂O–THF），旨在重构Zn²⁺的溶剂化结构，形成独特的“逆溶剂化构型”，以提升电池性能。结论：该电解质通过四氢呋喃（THF）的空间限域效应，将典型的活性水主导溶剂化环境（[Zn(H₂O)₆]²⁺）逆转为有机小分子主导的构型（[Zn(THF)₃(H₂O)]²⁺·(BF₄⁻)₂），加速了Zn²⁺去溶剂化，并形成了薄且有利的有机-无机杂化SEI层，从而实现了高度可逆的锌沉积/剥离。实验表明，Zn||Zn对称电池在低温下可循环超过7000小时，Zn||PANI全电池在–40°C下循环超过18,000次且容量保持率≈100%，即使在60%高放电深度下也能稳定运行超过3500小时，展现了优异的界面稳定性和广阔应用前景。