由于緩慢傳質(zhì)過程和快速電化學(xué)還原動力學(xué)之間的矛盾，電極界面濃度極化顯著限制了鋅陽極的實(shí)際應(yīng)用。創(chuàng)建適度的鋅離子轉(zhuǎn)移和還原化學(xué)物質(zhì)對于耐用鋅離子電池至關(guān)重要。近日，廣西大學(xué)何會兵通過選擇大尺寸的4-氨基甲基環(huán)己烷羧酸（AMCA）分子作為電解質(zhì)添加劑來實(shí)現(xiàn)這種權(quán)衡效應(yīng)。
本文要點(diǎn)：
1) AMCA分子通過與Zn2+的穩(wěn)定配位來重組Zn2+的溶劑化結(jié)構(gòu)，并重建氫鍵網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)了拉脫溶劑過程。同時(shí)，AMCA通過推力增大了Zn2+的溶劑化尺寸，限制了快速電化學(xué)還原動力學(xué)。
2) 通過適度的拉-推相互作用來維持平衡的化學(xué)環(huán)境。此外，AMCA可以錨定在鋅表面，形成貧水微環(huán)境，促進(jìn)均勻的Zn（002）沉積，并有效限制水引起的副反應(yīng)。具有AMCA的Zn-Zn對稱電池在20mA cm-2下穩(wěn)定運(yùn)行了167天，而采用AMCA的Zn||VOX全電池在2 A g?1下進(jìn)行590次循環(huán)后，即使在低N/P（4.3）、貧電解質(zhì)（50μL mAh?1）和10μm的超薄鋅箔的情況下，也能實(shí)現(xiàn)99.15%的容量保持率。
Nan Hu et.al Comprehensive Understanding of Steric-Hindrance Effect on the Trade-Off Between Zinc Ions Transfer and Reduction Kinetics to Enable Highly Reversible and Stable Zn Anodes Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202404018
https://doi.org/10.1002/aenm.202404018
