张皝ACS Energy Letters：竞争性溶剂化诱导的SEI实现99.5%高CE锌负极

水系锌金属电池由于其较高的理论能量密度和成本效益而被认为是有前景的储能装置。然而，循环过程中的副反应和Zn枝晶的生长限制了它们的实际应用。

图1. ZnOTF和ZnOTF/MAAC电解液中Zn负极的可逆性

西北工业大学张皝、德国乌尔姆亥姆霍兹研究所Stefano Passerini等研究了乙酸甲铵（MAAC）作为电解液添加剂来提高锌负极的可逆性和稳定性。

研究发现，AC-阴离子会竞争性地参与Zn²⁺的溶剂化结构，以减少水的反应性并促进电解液中的阴离子富集结构，这可以有效地抑制副产物和枝晶的形成。这主要归功于阴离子衍生的、具有无机/有机混合结构的坚固固体电解质间相的形成。

图2. 电解液中沉积锌的形态演变

结果，该添加剂的使用赋予了Zn||Zn电池和Zn||Ti电池更高的CE和Zn沉积/剥离的可逆性，Zn||Zn电池的循环寿命超过2000小时，Zn||Ti电池在700次循环中的库仑效率高达99.5%。

此外，利用含MAAC的电解液，Zn||Na₃V₂(PO₄)₃电池和Zn||活性碳电容器的循环稳定性得到显著改善。

该研究结果提供了一个基本的理解，即通过溶剂化结构中的竞争性阴离子来调节阴离子衍生的SEI，并将为开发可持续、多样化的锌电化学的先进水系电解液提供见解。

图3. SEI分析

Competitive Solvation-Induced Interphases Enable Highly Reversible Zn Anodes. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00650

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