晶界强化能够调控电解质的微观结构，从而打造出性能更为可靠的锌金属电池

《Advanced Materials》：Grain Boundary Strengthening Enables Microstructural Regulation of Electrolytes for Robust Zinc Metal Batteries

锌金属电池枝晶抑制与晶界增强电解质研究

　　

摘要

可充电水基锌金属电池（ZMBs）存在严重的枝晶形成和界面副反应问题，这些问题限制了其长期稳定性和实际应用。本文报道了一种晶界强化电解质（GBSE），该电解质具有大量独特的阴离子参与型界面结构，采用反胶束形态。这种微观结构调控有效抑制了通过Grotthuss机制的质子和羟基阴离子传输，同时提升了锌离子的传输效率。在原位形成的高氟化固体电解质界面（SEI）的辅助下，锌金属阳极实现了99.8%的库仑效率，并且使用寿命超过3000小时，累积放电容量超过12000 mAh cm^?2，表现出优异的枝晶抑制能力和可逆性。这种微观结构设计显著提高了高压Zn||石墨电池的稳定性（310次循环后容量保持率为92.5%），以及高安全性和实用性的锌掺锰V₂O₅软包电池的性能：在450次循环后，其累积放电容量达到510 Ah，容量保持率为96.5%，放电深度为81.65%。本研究为高性能ZMBs电解质的微观结构调控和晶界强化策略提供了新的见解。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。