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通过原位构建的亲锌梯度界面实现高性能锌离子电池的界面工程,使其能够在宽温度范围内正常工作
《Green Chemistry》:Interface engineering via in situ constructed zincophilic gradient interphases for high-performance zinc-ion batteries in wide temperature ranges
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月11日 来源:Green Chemistry 9.2
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高水锌离子电池在极端温度下因枝晶生长和副反应导致性能衰减。本研究开发新型水合共晶电解质(HEE),通过SnCl2溶液与水合氯化锌形成原位固体电解质界面层,有效抑制锌枝晶生长,使对称电池循环寿命达6320小时,宽温域适应性-30至70℃。揭示了电极-电解质界面化学与液态共晶网络结构的关系,为极端环境锌离子电池优化提供新策略。
随着对储能设备需求的持续增长,对高性能电池的需求也在不断增加。尽管水基锌离子电池(AZIBs)具有成本效益和环境友好性,但它们仍面临一些挑战,包括枝晶生长、氢气释放以及在极端条件下的性能下降。在这里,一种新型的水合共晶电解质(HEE),包含乙二醇(EG)、SnCl?溶液和水合锌盐(Zn(ClO?)?·6H?O),成功延长了AZIBs在各种极端温度下的使用寿命。受到SnCl?优异性能的启发,这种化合物被用于在锌阳极上原位生成固体电解质界面层。通过防止水与锌表面直接接触,这一过程形成了一个保护性的“屏蔽效应”,从而减少了锌枝晶的不受控制的生长。值得注意的是,SnCl?显著提高了电池的循环稳定性。因此,Zn||Zn对称电池的循环寿命达到了6320小时,并且具有宽温度耐受范围(-30至70°C)。此外,本研究还探讨了电极-电解质界面处的界面化学与液态共晶网络特性之间的关系。通过精细调节界面化学,我们的发现为优化AZIBs在极端温度条件下的性能提供了一条战略途径。
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