曾令兴/陈庆华/熊佩勋Adv. Sci.：三功能电解液添加剂实现高倍率大容量长寿命锌金属负极！

水系锌离子电池（AZIBs）由于其较高的理论能量密度和成本效益，已被认为是有前景的储能设备。然而，循环过程中的副反应和Zn枝晶的产生限制了其实际应用。

福建师范大学曾令兴、陈庆华、韩国成均馆大学熊佩勋等选择乙酸铵（CH₃COONH₄）作为一种三功能电解液添加剂，以提高AZIBs的电化学性能。

图1 有/无CH₃COONH₄添加剂的电解液中锌表面演化的示意图

表征分析和计算结果都显示，NH₄⁺和CH₃COO-表现出突出的亲锌性，可以优先吸附在Zn金属表面，这有效地阻止了H₂O与Zn负极的直接接触，屏蔽了尖端效应，实现了无枝晶的Zn沉积。

更令人鼓舞的是，pH缓冲的CH₃COONH₄可以保持电极-电解质界面上OH-和H⁺的浓度，从而实现对Zn负极的二次保护。此外，形成的SEI主要由Zn₅(CO₃)₂(OH)₆组成，具有较高的Zn²⁺转移数，可以通过均匀化的Zn沉积实现无枝晶的Zn负极。

图2 半电池性能

因此，以CH₃COONH₄为电解液添加剂的锌对称电池在2 mA cm^-2的条件下，以29 mV的低过电位稳定地循环了2400多小时，在10 mA cm^-2的高电流密度和10 mAh cm^-2的大容量条件下循环了600多小时。此外，Zn||Cu电池可维持超过3000次循环，平均CE为99.23%。此外，通过使用改进的电解液，Zn||MnO₂全电池的电化学可逆性得到了明显的改善（在2 A g^-1下循环1500次）。

更令人惊讶的是，Zn||Zn对称电池在-10℃的恶劣条件下稳定工作了900小时，Zn||AC电容器在-10℃的低温下实现了10000次以上的循环性能。这项工作为设计多功能电解液添加剂提供了独特的理解，促进了AZIBs在超高电流密度下的长寿命。

图3 全电池性能

High-Rate, Large Capacity, and Long Life Dendrite-Free Zn Metal Anode Enabled by Trifunctional Electrolyte Additive with a Wide Temperature Range. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202201433

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曾令兴/陈庆华/熊佩勋Adv. Sci.：三功能电解液添加剂实现高倍率大容量长寿命锌金属负极！

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