张宁EnSM：水合有机电解液，Zn//Zn电池循环超4200小时！

可充锌电池在大规模储能应用中具有巨大的前景，但其可逆性受到非致密和树枝状锌沉积以及常规电解液中界面寄生反应的限制。

河北大学张宁等报告了一种本质安全的、稀释的、含水的有机电解液，该电解液通过将水合Zn(BF₄)₂盐与磷酸三甲酯（TMP）溶剂结合，可用于高可逆的锌电池，无需高浓度电解液策略。

图1. 电解液表征

所配制的1 M-Zn(BF₄)₂/TMP电解液具有H₂O贫乏的Zn²⁺溶剂化壳，即使在使用无压电解池时也能在高面容量（5和10 mAh cm^-2）下，实现紧凑、无枝晶和无腐蚀的Zn电沉积。

此外，该电解液不仅具有高电导率（8.67 mS cm^-1）和扩大的电压窗口（与Zn²⁺/Zn相比可达3 V），而且还能促进锌负极上保护性ZnF₂-Zn₃(PO4)₂富集界面相的原位形成。

图2. 半电池性能

受益于这些协同效应，Zn电极表现出显著的电化学性能，在Zn/Cu电池（1 mA cm^-2, 1 mAh cm^-2）中，Zn电极表现出了Zn沉积/剥离的高可逆性，在600次循环中CE为99.5%，在Zn//Zn电池中保持了4200小时以上的长期耐久性。

此外，具有低水活性的水合有机电解液抑制了氧化钒正极的溶解，因此赋予了Zn//V₂O₅·nH₂O全电池的稳定运行。总之，这项工作拓宽了锌电池的电解液视野，为探索金属电池的先进电解液提供了新的见解。

图3. 全电池性能

Zn metal anodes stabilized by an intrinsically safe, dilute, and hydrous organic electrolyte. Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.10.043

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