双向界面调控实现高性能锌碘电池：协同稳定电极界面的创新策略

《Energy Storage Materials》：Bidirectional Interfacial Regulation for High Performance Zinc-Iodine Batteries

本文提出了一种创新的双向界面调控策略，通过引入双功能添加剂ABQ2S?协同稳定锌碘电池（Zn||I2）的电极界面。该添加剂在锌阳极侧通过-SO3?基团重构Zn2+溶剂化鞘（solvation sheath），抑制枝晶生长与副反应；在阴极侧通过静电排斥作用限制聚碘化物（polyiodide）穿梭，显著提升电池循环稳定性（>6500小时）和能量密度（179 W h kg?1），为太阳能储能系统（4.5%转换效率）提供了高效解决方案。

　　

Highlight

ABQ2S^?添加剂通过其磺酸基团（-SO₃^?）在锌阳极界面实现双重功能：一方面重构Zn²⁺溶剂化鞘（solvation sheath），减少水分子诱导的副反应；另一方面通过静电排斥有效限制聚碘化物（polyiodide）扩散，提升碘转化动力学。这种双向调控使锌对称电池在1 mA cm^?2下稳定运行超过6500小时，锌碘电池在0.2 A g^?1下实现265 mA h g^?1的高比容量，且叠层软包电池（2P3N）达到179 W h kg^?1的能量密度。

Results and Discussion

ABQ2S^?以其钠盐形式（ABQ2S-Na）引入电解质。尽管伴随的Na⁺阳离子可能对锌阳极产生静电屏蔽效应，但本研究聚焦于ABQ2S^?阴离子的特异性作用。通过制备不同浓度的ABQ2S-N电解质，系统探究了添加剂对电极界面的调控机制。

Conclusions

本研究提出的双功能添加剂策略通过ABQ2S^?同步优化锌沉积动力学与碘转化路径，实现了锌碘电池界面稳定的突破。该策略为高安全、低成本储能系统的发展提供了新思路，尤其适用于与太阳能模块集成的能源收集-存储系统。