酮烯黑在水系锌离子电池中的电化学性能重新评估及过充效应

《ChemSusChem》：Re-Evaluation of the Electrochemical Performance of Ketjen Black in Aqueous Zinc-Ion Batteries and Overcharge Effect

碳添加剂在电池中的应用及过充活性研究。通过调整电解液组成和截止电压，发现Ketjen黑在过充条件下（≈1.2/1.4 V）出现新氧化还原峰，电容提升至123 mAh/g，证实其双离子插层机制，并在改性电解质中保持83 mAh/g容量超过300次循环。

　　

摘要

碳添加剂因其高比表面积和优异的电子导电性而常用于电池系统中，以提升活性材料的电化学性能。然而，传统上这些添加剂被认为在电化学上是惰性的，其内在特性很大程度上被忽视了。在本研究中，通过改变电解质组成和上限截止电压，系统地重新评估了Ketjen Black在水系锌电池中的电化学行为。在标准条件下，Ketjen Black EC600J（KB）表现出典型的电双层电容器特性，其电容取决于施加的电压范围。值得注意的是，当电池过充时，在约1.2/1.4 V处会出现一对新的氧化还原峰，同时电容在0.5 A g?1的电流密度下显著增加至约123 mAh g?1。这种过充诱导的激活现象归因于初级的阴离子嵌入过程。后续分析揭示了存在一种双离子嵌入机制。此外，在改良的电解质中，KB在300次循环后仍表现出良好的循环稳定性，比容量保持在约83 mAh g?1。

图形摘要

尽管传统上被认为是惰性的，但高比表面积的碳添加剂Ketjen Black在高压条件下会变得具有电化学活性。过充循环后，它在约1.2/1.4 V处表现出可逆的氧化还原活性，并具有超过120 mAh g?1的显著比容量。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。