电子科大/佛大EnSM：甘油作为协同操纵剂和脱溶剂实现长寿命无枝晶锌负极

由于难以控制的锌枝晶生长、严重的寄生副反应以及较差的低温性能，水系锌储能装置的发展受到严重限制。

图1 对称电池性能

电子科技大学周柳江、张永起、佛山科学技术学院陈永等在锌电池的1 M Zn(ClO₄)₂和0.5 M Na₂SO₄电解液中引入了适当浓度为2.1 M的甘油（Gl）作为协同操纵剂和脱溶剂。理论计算和实验分析证实，Gl-Na⁺结构在沉积过程中会吸附在锌负极上，增加了锌枝晶上负电荷的静电屏蔽面积，从而抑制了其生长。

同时，Gl对Zn²⁺的脱溶剂化作用促进了溶剂化结构的优化，从而使Zn²⁺均匀沉积。此外，Gl还能抑制寄生副反应和电解液的凝结，从而确保电极表面的均匀性，提高低温性能。

图2 杂化电解液对锌沉积剥离过程的影响

因此，采用改性电解液，在 2 mA cm^-2和1 mA h cm^-2的条件下，稳定的锌沉积剥离可持续2930小时，是不含Gl电解液的7.5倍。此外，即使在零下10 ℃的条件下，基于活性炭和V₂O₅//Zn全电池的混合电容器在循环30,000次和3000次后，容量保持率也分别达到了95.37%和62.84%。总体而言，这项研究提出了一种双添加剂协同作用的有效策略，以促进高性能水系电池锌电极的稳定性。

图3 锌离子混合电容器的电化学行为

Synergistic Electrostatic Shielding Manipulation of Na+ and Desolvation Effect of Zn2+ Enabled by Glycerol for Long-Lifespan and Dendrite-Free Zn Anodes. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102929