分子裁剪技术调控了深共晶电解质的配位行为，从而实现了无枝晶的可充电铝电池的制备

《Science China-Materials》：Molecular tailoring modulates coordination of deep eutectic electrolytes for dendrite-free rechargeable aluminum batteries

　　

摘要

可充电铝电池（RABs）由于其高理论容量、固有的安全性和丰富的铝资源，成为大规模储能的有希望的候选者。然而，它们的实际应用仍受到传统基于AlCl₃的离子液体电解质的限制，这些电解质具有较高的生产成本、无法控制的枝晶生长以及严重的阳极腐蚀问题。本文提出了一种分子级别的配体工程策略，使用含有氮的环状酰胺，并通过调节N–H官能团来改变深共晶电解质（DEE）的配位环境。实验和理论研究相结合表明，基于α-吡咯烷酮的DEE（PDEE）具有更宽的电化学窗口、更高的离子导电性和更低的极化。此外，精确的N–H调控优化了阳离子配体与氯铝酸盐阴离子之间的相互作用，加速了离子传输，从而实现了无枝晶的均匀铝沉积。胺官能团有助于在原位构建均匀的无机-有机双层固体电解质界面，有效减缓了阳极腐蚀并提高了长期界面稳定性。结果表明，使用PDEE的Al//Al对称电池可稳定循环超过2000小时，而Al-石墨全电池在6000次循环后仅表现出轻微的容量衰减。本研究证实，配体分子工程是一种有效的优化DEE的方法，有助于开发出耐用且高性能的RABs。

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

可充电铝电池（RABs）由于其高理论容量、固有的安全性和丰富的铝资源，成为大规模储能的有希望的候选者。然而，它们的实际应用仍受到传统基于AlCl₃的离子液体电解质的限制，这些电解质具有较高的生产成本、无法控制的枝晶生长以及严重的阳极腐蚀问题。本文提出了一种分子级别的配体工程策略，使用含有氮的环状酰胺，并通过调节N–H官能团来改变深共晶电解质（DEE）的配位环境。实验和理论研究相结合表明，基于α-吡咯烷酮的DEE（PDEE）具有更宽的电化学窗口、更高的离子导电性和更低的极化。此外，精确的N–H调控优化了阳离子配体与氯铝酸盐阴离子之间的相互作用，加速了离子传输，从而实现了无枝晶的均匀铝沉积。胺官能团有助于在原位构建均匀的无机-有机双层固体电解质界面，有效减缓了阳极腐蚀并提高了长期界面稳定性。结果表明，使用PDEE的Al//Al对称电池可稳定循环超过2000小时，而Al-石墨全电池在6000次循环后仅表现出轻微的容量衰减。本研究证实，配体分子工程是一种有效的优化DEE的方法，有助于开发出耐用且高性能的RABs。

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