鋅金屬陽極的寄生副反應(yīng)和枝晶生長是制約鋅離子電池實(shí)際應(yīng)用的兩個主要問題。快速電化學(xué)動力學(xué)和緩慢傳質(zhì)之間的矛盾在電極表面上產(chǎn)生顯著的濃度梯度，這反過來又導(dǎo)致金屬Zn的不均勻生長和電池短路。近日，香港城市大學(xué)支春義、中國石油勘探開發(fā)研究院Wang Xiaoqi通過將大分子（磷酸三丁酯）引入電解質(zhì)中，引入了具有空間位阻效應(yīng)的改性溶劑化結(jié)構(gòu)。
本文要點(diǎn)：
1) 空間位阻可以有效減緩電荷從陽極向溶劑化Zn2+的轉(zhuǎn)移，并緩和快速的電化學(xué)還原動力學(xué)，從而防止Zn2+在尖端區(qū)域的優(yōu)先電鍍。此外，在電極表面形成均勻且堅固的固體電解質(zhì)界面（SEI）層，減輕了原位電化學(xué)腐蝕和析氫反應(yīng)。
2) 即使在10mAh cm-2和10mAh cm-2的苛刻循環(huán)條件下，Zn||Cu半電池也表現(xiàn)出穩(wěn)定的Zn電鍍/剝離性能，平均庫侖效率約為99.5%，累積容量為3000mAh cm-2。當(dāng)與Mn2+膨脹的水合V2O5陰極偶聯(lián)時，全電池表現(xiàn)出高面積容量（3.97mAh cm-2），并在650次循環(huán)后保持91.4%的高容量保持率。
Shuo Yang et.al Regulating the Electrochemical Reduction Kinetics by Steric Hindrance Effect for Robust Zn Metal Anode EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE02164E
https://doi.org/10.1039/D3EE02164E
