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AM：用于高性能固态锌离子电池的增强侧链运动聚合物单离子导体

锌基固体聚合物电解质(SPE)在实现高性能和安全的锌离子电池方面具有巨大的潜力。基于聚合物单离子导体(PSIC)的SPEs可以在很大程度上消除电极的阴离子迁移和副反应以及降低极化。然而，由于离子局域相互作用紧密，聚合物链运动缓慢，普通PSIC的离子电导率仍不能令人满意。

这里，香港城市大学支春义教授、范俊教授以及悉尼大学裴增夏等人采用杂环四唑作为侧链阴离子中心，优化了电荷离域化和增强了侧链运动，制备了一种新型PSIC，并通过分子动力学(MD)模拟验证了这一结果。

图1. 不同固态电解质中锂离子传输示意图

图2. PSIC的合成及表征

图3. Zn‖V₂O₅全电池性能表征

制备的PSIC离子电导率高达5.4 × 10⁻⁴ S cm⁻¹,Zn²⁺迁移数高达0.94。基于PSIC，在低极化电位的情况下实现了无枝晶和无氢气析出的锌电镀/剥离循环(2000 h)。进一步组装的Zn‖V₂O₅电池表现出优于其他固态ZZIB的性能，包括放电容量高(196 mAh g⁻¹)，优异的倍率能力(即使在6 C下也能达到64 mAh g⁻¹)，循环寿命长(10000次循环后容量保留率为88.5%)。

此外，得益于SPE在运行过程中的高稳定性，该固体电池具有显著的寿命(90天)、较低的自放电率(容量损失约0.18% /天)和良好的温度适应性。基于PSIC的SPE具有先进的离子传输结构，使固体ZIBs具有显著的性能提高，高安全性和耐用性。

Chen, Z., Wang, T., Hou, Y., Wang, Y., Huang, Z., Cui, H., Fan, J., Pei, Z. and Zhi, C. (2022), Polymeric Single Ion Conductors with Enhanced Side Chains Motion for High-performance Solid Zinc Ion Batteries. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2207682. https://doi.org/10.1002/adma.202207682

Angew：耐碱防冻添加剂，使水系锌||镍电池工作在-60°C

锌||镍电池等碱性水电池因其能量密度高、安全性高、成本低等优点而受到广泛关注。然而，水溶液电解质的冻结和在碱性条件下循环稳定性差，阻碍了它们在零下条件下的运行。

香港城市大学支春义教授和中国科学院深圳先进技术研究院彭超副研究员等通过将二甲基亚砜 (DMSO) 作为耐碱性防冻添加剂添加到1M KOH溶液中，构建了一种稳定的水性电解质，其最低凝固点可低至-90℃。

图1. 不同添加剂的碱耐受能力比较

图2. 不同电解质中Zn循环稳定性比较

图3. Zn||Ni电池的电化学性能表征

作者发现DMSO在碱性条件下有效地延缓Zn负极的腐蚀，防止Zn枝晶的形成，使1 mA cm^-2和0.5 mAh cm^-2条件下的锌电镀/剥离循环超过700 h。此外，作者制备的Zn||Ni电池可耐受低至-60℃的工作温度，在0.5 C条件下，在-40℃下放电容量保持84.1%，在-60℃下放电容量保持60.6%。即使在-40℃下2 C条件下，循环容量也能保持600次，放电容量保持在86.5%。

Chen, S., Peng, C., Xue, D., Ma, L. and Zhi, C. (2022), Alkaline Tolerant Antifreezing Additive Enabling Aqueous Zn||Ni Battery Operating at -60 °C. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1002/anie.202212767

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