《AFM》：一种长寿命锌-离子电池的多功能电解质！

  近年来，安全清洁储能在可再次出产的动力电气自动化和动力基础设施建设中的重要性显着提高，然后带动了各种可充电电池的开展。在各种水性电池中，ZIB因其高离子电导率、高安全性、低氧化复原电位（-0.76 V vs. SHE）、高理论比容量（820 mAh g-1 和 5851 mAh cm-3）和丰厚的资源储藏而遭到广泛喜爱。虽然 ZIBs 在负极涂层资料、电解质工程和正极资料等方面取得了长足的前进，但惋惜的是，ZIBs在实际生活中的运用仍遭到严峻约束，如电化学窗口狭隘、Zn 金属负极上构成树枝状物和副产物、正极资料结构溃散和溶解等。可充电水性锌离子电池（ZIB）遭到正极溶解和负极腐蚀/枝晶的要挟，导致可逆性差。

  来自四川师范大学、电子科技大学、哈尔滨工业大学、香港理工大学和东北师范大学的学者开发了一种多功能电解质，经过引进低本钱的二甘醇单甲醚（DGME）来调理正极、负极界面和溶解。DGME 能调理水合 Zn2+ 的主溶解鞘 (PSS)，破坏水的原始氢键网络，一起经过 DGME 的吸附重建电双层 (EDL) 界面，引导 Zn2+ 在 (002) 晶面上均匀堆积。一起，DGME 还能有用按捺 VO2 的溶解，并增强反响动力学。作为概念验证，Zn//Cu 电池可循环运用 2000 次，库仑功率（CE）超高，到达 99.6%。此外，多功能电解质还显着提高了 Zn/VO2 全电池的多重功能。这种低本钱、多功能的电解液可随时运用于 ZIB，证明了它的有用多样性。相关作业以题为“Multifunctional Electrolyte toward Long-Life Zinc-Ion Batteries: Synchronous Regulation of Solvation, Cathode and Anode Interfaces”的研讨性文章宣布在Advanced Functional Materials。

  图 5. a) ZIBs 全电池设备示意图；b) Zn//VO2 全电池在 5 A g-1 下的循环稳定性和 c) GCD 曲线；d) 速率功能和 e) 相应的放电电压渠道；f) ZnSO4/DGME 电解质中的自放电曲线；g) 本研讨中的全电池功能与之前报导的 ZIBs 的比较；h) 设备显现。

  图 6. a) 各种电解质与正极的接触角；b) 第一个循环的电压曲线和正极的 XRD 图谱；c) Zn 2p、d) O 1s 和 e) V 2p 在第一个循环不同状态下的 XPS光谱。f) 正极反响机理图。

  总归，本研讨证明：引进经济牢靠的 DGME 能够有用按捺副反响、枝晶构成和正极溶解，来提高 ZIB 的电化学功能。光谱、电化学剖析和 MD 模仿一起证明了 DGME 分子能够一起改进正极、负极和电解质。首要，DGME 能进入 Zn2+ 的主溶解鞘，削减活性水分子的数量。其次，DGME 分子被吸附到负极外表，然后操控了锌负极上 EDL 的厚度，调理了界面化学性质，并引导了沿 (002) 平面的堆积。最终，DGME 分子在按捺正极资料溶解和增强反响动力学方面体现出了明显的才能。因而，ZnZn 对称电池可循环运用超越 2500 小时（在 1 mA cm-2 和 1 mAh cm-2条件下），而 ZnCu 半电池在循环运用 2000 次后仍能坚持 99.6% 的高 CE 值。Zn//VO2全电池在 500 次循环后到达了 192 mAh g-1的高比容量。这种本钱效益高且用处广泛的战略可在各种溶剂中轻轻松松完成，展现了其有用的适应性。（文：SSC）

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