金屬鋅在水性電解液中劇烈的副反應導致界面局部pH值劇烈波動，加速鋅陽極擊穿；因此，開發適應寬pH范圍的優化策略對于改進水系鋅金屬電池尤為關鍵。
在此，德累斯頓工業大學Peixun Xiong，福建師范大學Qinghua Chen，南開大學Lingxing Zeng報道了一種由甘氨酸（Gly）添加劑調節的pH自適應雙電層（EDL），具有pH依賴性電離作用，其在寬pH水性電解質中表現出優異的穩定鋅陽極的能力。
文章要點
1）研究發現，Gly 離子 EDL 促進電荷載流子在弱酸性和堿性電解質中的定向遷移，從而成功抑制局部飽和。值得一提的是，深入闡明了添加劑濃度對Zn電極內亥姆霍茲平面（IHP）結構的調節作用。
2）結果表明，未經二聚化的Gly添加劑可以在IHP內形成有序且致密的垂直吸附，從而有效降低Zn2+的EDL排斥力并將H2O與陽極表面隔離。因此，具有可調節 EDL 的 Zn 陽極在較寬的 pH 值和溫度范圍內表現出優異的電化學性能，其中使用 ZnSO4-Gly 電解質的 Zn 對稱電池具有 7000 小時的驚人循環可逆性，并且使用 ZnSO4-Gly 電解質的 Zn 對稱電池的使用壽命延長了 50 倍。
3)此外，酸性鋅粉||MnO2軟包電池和堿性高壓Zn||Ni0.8Co0.1Mn0.1O2電池和Zn|| NiCo-LDH 電池還具有出色的循環可逆性?？烧{諧 EDL 可實現 93% 的超高放電深度 (DOD)。
這項工作闡明了在廣泛的 pH 值和溫度范圍內兼容的電解質添加劑的設計，這可能會給鋅陽極的實際多應用場景領域帶來啟發。
參考文獻
Chuyuan Lin, et al, Adaptive Ionization-Induced Tunable Electric Double Layer for Practical Zn Metal Batteries over Wide pH and Temperature Ranges, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c09774
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c09774
