水性鋅碘電池(Zn–I2)在大規模儲能系統中具有巨大應用前景。然而,它們的實際應用面臨著重大挑戰,包括枝晶的形成、聚碘離子引起的腐蝕以及鋅陽極側的其他副反應。山東大學Yang Jian、上海理工大學Bai Zhongchao報道了一種簡單有效的鋅陽極預處理方法,通過Zn和SnF2的取代反應,形成致密耐用的多功能表面層(MSL)。
本文要點:
1) MSL包括鋅金屬上的錫(Sn)和ZnF2相,其中Sn具有良好的鋅親和力和高析氫過電勢,而ZnF2具有徑向離子傳輸途徑。此外,兩者都具有與聚碘離子的低結合能,能夠防止界面層的失效。因此,該界面層可以同時有效地減輕鋅金屬電極枝晶的形成、聚碘離子的腐蝕以及水引起的其他副反應。
2) 因此,Zn–I2電池的性能大大提高,并在2 A g?1的電流密度下表現出優異的穩定性,其經過20000次循環后仍具有80%的容量保持率。即使I2負載增加到8 mg cm?2,它仍然可以穩定循環5000次,并且容量保持率為94%。
Gulian Wang et.al In situ Construction of Multifunctional Surface Coatings on Zinc Metal for Advanced Aqueous Zinc–Iodine Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303221
https://doi.org/10.1002/aenm.202303221