陈忠伟院士/谭忠超院士领衔！滑铁卢大学余爱萍Nature子刊 | 簇级熵增电解液实现经济耐用锌空气电池！

背景：可充电锌-空气电池因其高理论能量密度和低成本被视为有前景的储能技术，但传统碱性电解液易导致枝晶生长和碳酸盐钝化，限制了其寿命和性能。中性醋酸锌电解液虽能避免这些问题，但在稀溶液中易引发副反应，浓溶液中则因离子簇聚集导致动力学迟缓。研究目的：为解决浓醋酸电解液中离子传输与稳定性之间的权衡问题，本研究提出一种“簇级熵增”策略，旨在通过破坏大离子簇来优化电解液介观结构，以提升电池性能。结论：通过在浓醋酸锌电解液中引入碳酸二甲酯作为簇破坏剂，成功将大聚集体扰动为更小、更分散的离子簇，从而显著提升了锌离子扩散系数和反应动力学。基于此电解液的中性锌-空气电池在环境空气中实现了超长循环稳定性（0.1 mA cm⁻²下超过1800小时，1 mA cm⁻²下500小时），且其在成本、可持续性和安全性方面均优于传统碱性及三氟甲磺酸锌体系。该策略为金属-空气电池的高浓电解液设计提供了新的介观调控思路。