杨会颖/周江ACS Energy Letters：低成本添加剂实现高可逆锌金属电池

由枝晶和寄生副反应造成的不稳定锌界面极大地阻碍了水系锌金属电池（AZMBs）的应用。

图1 Zn-EDL的结构和界面行为的示意图

新加坡科技设计大学杨会颖、中南大学周江等提出了一种高效的吸附添加剂策略来重塑电双层并调节锌界面化学性质。具体而言，由于2-羟基-4′-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure 2959)具有较强的吸附能力、分子间氢键和暴露的强电负羰基，因此被选用。所构建的自适应吸附层有助于形成局部的H₂O、SO₄^2-贫化环境和沿(002)平面的锌沉积水平排列，从而赋予锌电化学热力学稳定性和高度可逆性。

图2 半电池性能

因此，在2 M ZnSO₄电解液中，仅需0.1 g L^-1 Irgacure 2959就实现了3800小时的可逆沉积/剥离和99.8%的高库仑效率，此外，即使在65% DOD条件下，也能实现330 h的可逆沉积/剥离。

更令人感兴趣的是，在实际应用中，这种经济型添加剂（0.016美元L^-1）可使Zn/VS₂电池在2.5的低正负容量比（正极质量负载：10.8 mg cm^-2）下稳定放电500次。该工作验证了Zn的界面化学性质与内亥姆霍兹平面(IHP)中的吸附物种相关，并为经济型长寿命AZMB和类似存储介质的吸附型添加剂设计提供了基本见解。

图3 全电池性能

Interfacial Molecule Engineering for Reversible Zn Electrochemistry. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00859

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