在低浓度电解质中采用双边亥姆霍兹平面裁剪技术，用于实用锌-钒电池的设计

《ACS Energy Letters》：Bilateral Helmholtz Plane Tailoring in Low-Concentration Electrolytes for Practical Zinc–Vanadium Batteries

针对钒基锌离子电池在低浓度电解液中双极内 Helmholt兹平面（IHP）不稳定的难题，通过阴极构建 AN 衍生致密层抑制 V–OH 脱质子化，阳极利用 AN 促进 Zn2?-OTf?接触离子对形成，成功设计双极 IHP 尾部化方案。该方案使 Zn//NVO 原子电池循环寿命达10000次，容量保持率82%，实践型 Zn//VO? 软包电池循环1200次，容量超550 Ah，刷新纪录。

　　

基于钒的锌离子电池（ZIBs）由于电解质浓度依赖性的内亥姆霍兹平面（IHP）双稳态问题而失效。本研究展示了通过调整双稳态机制，使电池能够在低浓度电解质环境下稳定运行。在阴极侧，一种由丙烯腈（AN）衍生的致密层能够抑制钒离子（V–OH）的脱质子反应并促进电荷反转；同时，静电和空间效应能够抑制由质子引发的钒离子溶解/迁移。在阳极侧，丙烯腈有助于形成Zn²⁺-OTf^–离子对，从而在原位生成疏水/亲锌的固体电解质界面。该层还能选择性吸附在锌金属表面并降低水的活度，从而阻止界面处氢离子（H⁺）和水的积累，使得锌离子能够迅速成核并实现无枝晶的（002）取向沉积。因此，Zn//NVO硬币电池在最初的3000个循环中表现出10000次的循环寿命和82%的容量保持率。实际的Zn//VO₂软包电池则能够完成1200次循环，累积容量超过550 Ah，超过了之前的最佳性能记录。本研究为开发低成本、高耐久性的锌离子电池提供了一种通用的双稳态调控方法。