丙二醇电解液键结构调控及其水系锌离子电池稳定性研究（英文）

作者：韦婷婷; 彭昱琦; 莫立娥; 陈双宏; Rahim Ghadari; 李兆乾^*; 胡林华^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(05): 1156-1164.

水系锌基电池具有低成本和高安全性的优点,是很有潜力的储能技术.然而,枝晶、副反应和较差的低温性能限制了其实际应用,这与电解液的溶液组成密切相关.在本工作中,我们通过调控丙二醇电解液的溶剂结构及键相互作用,有效抑制了锌枝晶和副反应.丙二醇具有较高的电子云密度和DN (Donor number)值,可以破坏水分子间和水分子与Zn2+间的相互作用,从而提高H–O共价键的强度,降低水活性和冰点,改变Zn2+的溶剂化结构.制备的电池器件表现出高的循环稳定性(Zn//Zn电池循环超过1000 h),高可逆性(库伦效率达到98.9%),高储锌性能(在5 A g-1下比容量为225 m A h g-1,循环5000圈容量保持率为9 2.6%)和优异的防冻性能(在-2 0°C下循环5 0 0圈比容量为190 m A h g-1).本工作为高性能水系锌离子电池的发展提供了一种有前景的策略.

• 单位
  中国科学院; 中国科学技术大学