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: 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。

图形摘要:通过原位构建的亲锌梯度界面工程实现宽温度范围内的高性能锌离子电池
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