盡管硫基電池具有多種優勢,但多硫化物穿梭和使用具有易燃風險的高成本有機電解質阻礙了其作為商業設備的適用性。水性鋅硫(Zn─S)電池是一種不含多硫化物的低成本、高理論容量、高鋅、高硫的環保儲能系統,然而,由于樹枝狀生長和腐蝕導致容量衰減,鋅陽極的穩定性仍面臨巨大挑戰。近日,印度理工學院Tharamani C. Nagaiah報道了乙二醇(EG)和碘(I2)作為電解質添加劑在醋酸鋅水溶液[Zn(OAc)2]電解質中的應用。
本文要點:
1) 作者通過分子動力學模擬發現,EG作為添加劑能夠將Zn電極的腐蝕速率降低15倍。組裝的Zn─S電池在0.1C下具有1210 mA h g?1的優異容量,即使在250次循環后仍能保持91%的容量。同時在1C下具有3000次循環的優異可逆延長循環穩定性,并且容量保持率為64.5%。
2) 原位電化學拉曼光譜用于實時監測硫化鋅(ZnS)的形成,并同時揭示系統中的多硫化物穿梭。此外,這一結果也得到了XPS、UV-Vis和IR光譜表征的證實。
Shivangi Mehta et.al Unleashing Ultrahigh Capacity and Lasting Stability: Aqueous Zinc-Sulfur Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202401515
https://doi.org/10.1002/aenm.202401515