北航王华ACS Nano：在100 °C下工作的水系锌金属电池

迫切需要在极高温度下可靠的电源来拓宽电子设备的应用场景。具有本质安全性的水系锌金属电池（ZMB）是一种很有前景的高温储能替代品。然而，很少有人探索水系ZMB在极高温度（≥100°C）下的可逆性和长期循环稳定性。

北京航空航天大学王华等揭示了在高温下自发的Zn腐蚀和严重的电化学析氢是传统水系ZMB的重要限制。

图1. 电解液表征

为解决上述问题，作者将环保型拥挤剂1,5-戊二醇引入Zn(OTf)₂基水系电解液中，通过加强H₂O的O-H键和降低Zn²⁺溶剂化鞘中的H₂O含量来抑制水反应性，同时保持电解液的高阻燃性和热稳定性，从而使锌金属在高温下均匀沉积。

图2. 半电池性能

结果，采用可逆(CE > 98.1%)和稳定的锌电极，在100 °C下实现了Zn//Zn对称电池的长循环（在1 mA cm^-2和0.5 mAh cm^-2下> 500次循环）。此外，Zn//Te全电池在100°C下也表现出高可逆性，可循环超100次。总之，这项工作证明了极高温水系ZMB稳定循环的可能性，并可能极大地扩展电子设备的应用场景。

图3. 全电池性能

Working Aqueous Zn Metal Batteries at 100 °C. ACS Nano 2022. DOI: 10.1021/acsnano.2c04114