崔光磊/赵井文/周新红Angew.：共晶结晶制备超高锌离子导电的固态电解质

固态锌 (Zn) 电池为对体积、安全性和成本敏感的新兴应用提供了新的理想候选者。然而，当前的固体聚合物或陶瓷电解质结构对二价Zn²⁺的导电性仍然很差，尤其是在室温下。构建允许Zn²⁺渗透的异质界面是一个可行的选择，但这很少涉及多价系统。

在此，中科院青岛能源所崔光磊研究员、赵井文副研究员及青岛科技大学周新红副教授等人报道了一种以前未探索的方法，通过基于Zn(TFSI)₂的深共晶溶剂 (ZES) 的结晶来制备Zn²⁺导电固态电解质 (ZCE)。TFSI^–阴离子在TiO₂成核剂的路易斯酸表面的优先吸附减弱了离子结合并导致 0.64的高Zn²⁺转移数。

此外，TFSI^–还通过路易斯酸-碱相互作用建立了额外的界面离子传导途径，使ZCE的离子电导率达5.91×10^-5 S cm^-1（30°C，约为传统聚合物电解质的100倍）。

图1. ZES异质成核的几何示意图及表征

同时，ZCE与Zn负极具有电化学兼容性，这可以通过超过4000次的可逆Zn电镀/剥离循环来证明。

ZCE的实际适用性通过固态Zn/V₂O₅电池得到进一步验证，其比容量为134.7 mAh g^-1，平均库仑效率 (CE) 超过99.78%。本文提出的巧妙反应可能会刺激向非常规介质的多价离子固态电解质设计的范式转变。

图2. 固态Zn/V₂O₅电池的电化学性能

Eutectic Crystallization Activates Solid-State Zinc-Ion Conduction, Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202113086

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/14/61560b66fd/

崔光磊/赵井文/周新红Angew.：共晶结晶制备超高锌离子导电的固态电解质

相关推荐

发表回复