郭再萍/张仕林,联合王春生,最新Nature Nanotechnology!
纳米人
2026-06-06 20:03
文章摘要
背景:水系锌电池因其高安全性和低成本被视为大规模储能的理想选择,但水溶剂狭窄的电化学稳定窗口(理论值1.23V)以及锌负极的枝晶生长和析氢副反应,严重制约了其能量密度和循环寿命。研究目的:为解决上述挑战,阿德莱德大学郭再萍、张仕林及马里兰大学王春生团队提出一种液体电解质中间相(LEI)策略,旨在通过低浓度疏水且亲电极的醚类添加剂,在不牺牲离子电导率的前提下拓宽电解液窗口并稳定电极界面。结论:研究人员筛选出1,2-二乙氧基乙烷(DEE)作为添加剂,其通过强吸附、高疏水性和弱溶剂化能力,在电极表面自发形成动态自修复的LEI层。该LEI有效将电化学稳定窗口拓宽至3.08 V,同时保持约54 mS cm⁻¹的高离子电导率和本质不燃性。LEI诱导锌实现(002)择优取向沉积,抑制枝晶和副反应,使Zn||Zn对称电池在5 mA cm⁻²下稳定循环2800小时,Zn||Cu半电池库仑效率达99.83%。在Zn||NaV₃O₈软包电池中,LEI减轻了正极应变并抑制钒溶解,实现了132 Wh kg⁻¹的初始比能量,500次循环后容量保持率达80%,并支持-35至+50°C的宽温域运行。该工作为高性能水系锌电池的实用化提供了新思路。
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