設計水性電解質以確保鋅金屬陽極的完全可逆性仍然是一個挑戰。鹽電解質中的濃水,例如30 m ZnCl2,是解決鋅金屬陽極挑戰的有效材料。然而,純30 m ZnCl2電解質不能提供光滑的表面形態和高效的庫侖效率。在此,俄勒岡州立大學Ji Xiulei、加利福尼亞大學P. Alex Greaney將香草醛作為提高ZnCl2電解液中鋅金屬陽極壽命的有效添加劑。
本文要點:
1) 作者向30 m ZnCl2中加入低濃度(5 mg mLwater?1)的香草醛,并通過消除枝晶、降低酸度和形成有效的固體電解質界面,改變了鋅金屬陽極的可逆性。電解液中香草醛的存在使鋅金屬陽極在0.2 mA cm?2的低電流密度下表現出99.34%的高庫侖效率。
2) 在0.2 mA cm?2的電流密度下,析氫反應的影響得以發揮。通過使用該電解質,陽極/陰極容量(N/P)比為2:1的全電池鋅金屬電池在800次循環中沒有表現出容量衰減。
David Hoang et.al Vanillin: An Effective Additive to Improve the Longevity of Zn Metal Anode in a 30 m ZnCl2 Electrolyte Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202301712
https://doi.org/10.1002/aenm.202301712