乙二胺四乙酸锌二钠盐电解质添加剂提升水系锌离子电池锌负极性能

本综述系统阐述了乙二胺四乙酸锌二钠盐（EDTA-ZnNa2, EZN）作为电解液添加剂，通过吸附屏蔽与配位调控双重机制，重构Zn2+溶剂化结构（solvation structure）与氢键网络，动态修复锌负极缺陷，显著抑制枝晶生长与副反应（HER/corrosion），实现锌负极高度可逆沉积，为高性能AZIBs（aqueous zinc-ion batteries）的开发提供创新策略。

　　

Effect of EZN on electrolyte properties

含0 M、0.025 M、0.050 M、0.075 M及0.100 M EDTA-ZnNa₂的ZnSO₄电解液分别标记为ZS、ZS-0.025EZN、ZS-0.050EZN、ZS-0.075EZN及ZS-0.100EZN。为评估EZN添加剂的效果，首先探究了其在ZnSO₄溶液中的稳定性。如图S1所示，静置10天后，EZN含量为0.100 M的ZnSO₄电解液出现结晶，其余电解液无变化。因此，选择ZS、ZS-0.025EZN、ZS-0.050EZN及ZS-0.075EZN进行后续研究。

Conclusion

总之，将EDTA-ZnNa₂加入硫酸锌电解液可重构Zn²⁺的溶剂化结构（solvation structure）及电解液的氢键网络（hydrogen bonding network），同时EZN能动态释放Zn²⁺以修复锌负极缺陷。这促进了锌的均匀沉积，抑制了枝晶（dendrite）形成及副产物生成，并增强了锌负极的耐腐蚀性，从而显著提升了电池的稳定性与循环性能。Zn||Zn对称电池在含EZN的ZnSO₄电解液中实现了卓越的可逆性，寿命超过2250小时，Zn||Cu不对称电池的平均库仑效率高达99.84%。此外，组装的Zn||MnO₂全电池在1 A g^?1电流密度下循环1000次后容量保持率达76.76%。作为一种低成本、无毒的化合物，EZN通过配位（coordination）与吸附（adsorption）效应显著增强了锌负极的稳定性，从而显著改善了AZIBs的电化学性能与实际应用可行性。