AFM:有机酸添加剂赋能新型水系镍-碘电池,重构溶剂化结构与氢键网络,实现长循环高性能
能源学人
2026-06-21 16:21
文章摘要
本文针对水系镍离子电池中Ni²⁺极化严重、脱溶剂化能垒高的问题,提出一种L-苹果酸(MA)添加剂策略,用于重构电解质氢键网络并调节Ni²⁺溶剂化结构。研究背景在于锂资源受限及多价水系金属离子电池的潜在优势;研究目的是通过电解质工程解决镍负极的大极化和易钝化等关键挑战,并协同提升碘正极转化动力学;结论表明,MA添加剂能优先进入Ni²⁺第一溶剂化壳层,降低脱溶剂化能垒,并通过构建“有机-水协同”氢键网络抑制水活性,从而显著提高镍对称电池的循环稳定性(0.1/0.2 mA cm⁻²下2800/1700 h)和降低过电位(396→237 mV)。同时,MA对碘正极具有促进作用,能增强多碘化物转化和抑制穿梭效应。最终组装的水系Ni-I₂全电池在0.5 A g⁻¹下实现296 mA h g⁻¹高比容量,并在1 A g⁻¹下稳定循环1000次,平均容量衰减仅0.048%,性能优于多种同类体系。该工作为高性能水系镍基电池的电解质工程提供了有效策略。
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