在球形玻璃碳表面上电化学沉积Zn–Ni六氰铁酸盐，用于高压水基钠锌离子混合电池

《Advanced Sustainable Systems》：Electrochemical Deposition of Zn–Ni Hexacyanoferrate on Spherical Glassy Carbon for a High-Voltage Aqueous Sodium–Zinc Ion Hybrid Battery

本研究开发了一种新型无添加剂Zn–NiHCF/玻璃碳复合阴极，结合混合电解液实现2.5V高电压水系锌离子电池，抑制枝晶并保持高循环稳定性，为可持续能源存储提供新途径。

　　

摘要

水系锌离子电池（AZIBs）因其安全性、低成本和环境友好性而成为下一代储能技术的有力候选者。然而，由于水电解电位为1.23 V（相对于RHE），实现高电压输出具有挑战性。本研究提出了一种新型的无添加剂正极材料，使得AZIB能够在2.5 V的高电压下运行。该正极由锌-镍六氰铁酸盐（Zn–NiHCF）通过电化学方法沉积在球形玻璃碳（SGC）粉末上，形成复合材料（SGC@Zn–NiHCF）。该电池使用由0.1 mol/L NaCl和1 mol/L Zn2?组成的混合电解质，有效抑制了锌枝晶的形成——这是传统高Zn2?浓度AZIB的主要限制因素。值得注意的是，这种低浓度电解质能够在高过电位下实现稳定的氢气析出反应性能。原位电化学循环伏安法（EQCM）和扫描电化学循环伏安法（SECM）被用来研究离子插层和反应动力学。该电池在0.5 A g?1的电流密度下表现出170.8 mAh g?1的高比容量和1.75 kW kg?1的功率密度，并具有优异的循环稳定性——在5000次循环后仍能保持80%的容量。这项工作为开发无需电解质添加剂的高电压、可持续的水系钠锌离子混合电池提供了一条可行的路径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。