重建鋅陽極上的亥姆霍茲平面(HP)是抑制副反應(yīng)和枝晶生長的一種根本方法，其中關(guān)鍵是重新設(shè)計HP以最大限度地減少水偶極子的存在并確保Zn離子通量的均勻分布。
在此，西北工業(yè)大學(xué)Wei Huang，Wei Ai提出了一種策略，通過原位開發(fā)PEDOT：PSS水凝膠層來創(chuàng)建缺水的內(nèi)亥姆霍茲平面(IHP)和富含Zn離子的外亥姆霍茲平面(OHP)。
文章要點(diǎn)
1）該層在鋅箔(Zn@IL&PPS)表面摻雜了離子液體1-乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰基)酰亞胺(EMIM-TFSI)。
2）貧水IHP中的疏水性EMIM+有效阻止了水偶極子和金屬鋅之間的不良反應(yīng)。同時，OHP中的親鋅TFSI?和PSS?調(diào)節(jié)并加速陽極-電解質(zhì)界面處Zn離子的通量和擴(kuò)散，從而降低電化學(xué)極化。
3）因此，Zn@IL&PPS電極在30 mA cm?2和15 mAh cm?2下表現(xiàn)出令人印象深刻的800小時壽命。此外，容量為1 Ah的I2||Zn@IL&PPS軟包電池表現(xiàn)出出色的循環(huán)穩(wěn)定性。
本研究探索了針對性的表面改性以改進(jìn)HP，為開發(fā)先進(jìn)的鋅金屬電池鋪平了道路。
參考文獻(xiàn)
Guowei Gao, et al, Customizing water-scarce, zinc ion-rich Helmholtz plane of zinc anode for Ah-scale Zn metal batteries, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE02909G
