由于H2O活性較高，鋅電池中的水系電解質表現出狹窄的電化學窗口和不可避免的析氫反應，限制了陽極利用率和高電壓下的性能。碳酸酯是鋰離子電池中成熟的電解質溶劑，具有非質子傳遞特性和高陽極穩定性。然而，由于鋅鹽在碳酸酯中的溶解度較低，其在鋅金屬電池中的應用受到限制。
近日，復旦大學王永剛教授報道了碳酸酯基電解液采用新型 Zn(BHFip)2 鹽，為實現鋅電池的高鋅陽極利用率和優異的高電壓性能提供了有效的策略。
文章要點
1）關鍵在于新型的BHFip?陰離子，它可以幫助在Zn金屬陽極上形成Zn2+導電SEI，實現可逆的Zn電鍍/剝離行為。此外，它可以在高壓正極表面分解并生成保護性CEI層，有利于穩定的循環性能。
2）因此，鋅金屬陽極在125小時內實現了高達91%的鋅利用率，這在之前很少有報道。此外，Zn-LMO全電池在0.1 C下具有135次循環的穩定循環性能，N:P低至1:1。當與 LNMO 陰極結合時，Zn// LNMO 全電池在整個循環壽命中表現出超過 2.2 V 的高放電中壓，其中 82% 的總容量由高壓平臺（高于 2 V）貢獻。
成本低廉、合成容易、電極友好的Zn(BHFip)2鹽為未來鋅金屬電池的實際應用邁出了重要一步。
參考文獻
Kang Zhou, et al, Carbonate Ester-Based Electrolyte Enabling Rechargeable Zn Battery to Achieve High Voltage and High Zn Utilization, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c02150
https://doi.org/10.1021/jacs.4c02150
