水系電池中鋅陽極的可逆性和穩定性受到枝晶生長和腐蝕反應的限制。在此,東北大學孫筱琪使用具有豐富官能團的大分子,即0.1wt%的刺槐豆膠(LBG)作為電解質添加劑,并在1 m ZnSO4中引入,以解決上述問題。
本文要點:
1) 理論計算和實驗分析表明,LBG分子上多個排列的氧位點允許與鋅表面進行有序的相互作用。同時,其余基團進入Zn2+溶劑化殼,優化了界面處的氫鍵網絡。這些活性位點捕獲并均勻化了朝向電極的Zn2+通量,從而改變了去溶劑化路徑。
2) 更容易去除的溶劑化水和更強的氫鍵抑制了副反應,最終LBG的受控去除產生了均勻的沉積物。因此,在1600小時內實現了穩定的鍍鋅/剝離。此外,該機制可以擴展到一系列濃度低于0.1 wt%的大分子膠添加劑,為鋅電池提供了具有成本效益的水性電解質。
Kuo Wang et.al Ordered interface regulation at Zn electrodes induced by trace gum additives for high-performance aqueous batteries EES 2024
DOI: 10.1039/D4EE04100C
https://doi.org/10.1039/D4EE04100C