陈义旺/袁凯Angew.：聚阳离子添加剂提升Zn//Zn电池22寿命！

锌金属是有前景的水系电池负极材料之一，但它存在着令人不快的枝晶生长、严重的析氢和腐蚀。

图1 电解液设计

江西师范大学陈义旺、南昌大学袁凯等引入了一种聚阳离子添加剂，即聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDD），以实现长期和高可逆的锌沉积/剥离。具体来说，PDD可以同时调节电解液和Zn/电解液界面的电场，以改善Zn²⁺迁移行为，引导主导的Zn（002）沉积，这可以通过Zeta电位、开尔文探针力显微镜和扫描电化学显微镜来验证。

此外，PDD还创造了一个富含正电荷的保护层和一个富含N的混合内层，在沉积过程中加速了Zn²⁺的脱溶剂化，并阻止了水分子和Zn负极之间的直接接触。

图2 半电池电化学性能

得益于这些优点，集成Zn//Cu电池在2900次的长期循环中表现出99.7%的高平均CE，并且组装的Zn//Zn电池在3000小时内表现出稳定的循环性能，与不含PDD的电解质相比，至少提高了22倍。

此外，Zn//对苯二胺螯合磷酸钒全电池表现出改善的Zn²⁺传输和储存动力学，并在3500次循环中提供了良好的循环稳定性，CE接近100%。这项工作不仅为检测电场提供了一种可行的技术，而且为聚合物电解质添加剂的设计提供了有价值的见解。

图3 全电池电化学性能

Polycation-Regulated Electrolyte and Interfacial Electric Fields for Stable Zinc Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202302701

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陈义旺/袁凯Angew.：聚阳离子添加剂提升Zn//Zn电池22寿命！

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