燕山大学杨成武/张新宇&泰国朱拉隆功大学秦家千等:自分离双相电解液打造电子富集界面,实现超长寿命水系锌离子电池
计算材料学
2026-07-28 16:55
文章摘要
水系锌离子电池因其安全性和高理论容量而备受关注,但锌负极存在枝晶生长、析氢和腐蚀等难题。本研究针对传统电解液添加剂的局限性,提出一种基于PEDOT导电聚合物的自分离双相电解液设计策略。在ZnSO₄溶液中机械搅拌PEDOT:PSS,Zn²⁺与PSS磺酸根发生离子交联,诱导PEDOT与PSS自发相分离:可溶性PSS溶解于电解液中,重构氢键网络和Zn²⁺溶剂化结构,促进离子传输与脱溶剂化;不溶性PEDOT纤维沉积于锌负极表面,与PSS共同构筑电子富集界面层,调控电双层结构、优化局部电场、抑制副反应。实验表明,该双相体系在68.4%和94.1%高放电深度下仍能实现锌负极的稳定循环,Zn||V₂O₅全电池循环寿命超过10000圈。该工作为超长寿命水系锌离子电池提供了新的电解液设计思路。
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