复合添加剂提高锌阳极在弱酸性电解液中的电化学性能及稳定性

Q1 Materials Science

Materials Science for Energy Technologies Pub Date : 2023-01-01 DOI:10.1016/j.mset.2022.12.011

Shiva Rezaei Motlagh , Ramin Khezri , Ahmad Azmin Mohamad , Rojana Pornprasertsuk , Pinit Kidkhunthod , Mai Thanh Nguyen , Tetsu Yonezawa , Soorathep Kheawhom

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摘要

具有水性电解质的可充电锌基电池是大规模储能系统（ESS）的有前途的替代品。然而，在弱酸性电解质中，锌阳极存在一些尚未克服的问题。对于解决锌阳极的主要困难，电解质工程是最实用、最具成本效益的策略。尽管与不同的电解质添加剂相关的机理多种多样，但单一添加剂的作用是直接的。寻找具有更广泛功能和更高功效的组合添加剂至关重要。在这项工作中，离子液体（IL）1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓二氰胺（[BMPY][DCN]）和乙二醇（EG）作为添加剂在水性电解质3M ZnSO4中的组合被证明是同时增强锌溶解和沉积的有效策略。IL显著增强锌（Zn）的溶解和沉积，而EG在抑制析氢反应（HER）和腐蚀方面发挥着重要作用。因此，与3M ZnSO4电解质相比，混合添加剂EG+IL/ZnSO4的容量提高了13.50%。在2 mA cm−2的Zn//Zn对称体系中，混合添加剂大大提高了锌的可循环性，达到400 h以上，同时保持了优异的库仑效率（CE）。原位XAS和FT-EXAFS分析证实了锌在混合添加剂电解质中的高氧化/还原活性。结果表明，EG+IL/ZnSO4可以在保持高性能的同时提高水性锌基电池的可循环性。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

Enhancing electrochemical performance and stabilizing zinc anode in mild acidic electrolyte using combined additive