杨程凯/于岩/王骞AFM:三元电解液增强锌离子电池的界面电化学和温度耐受性 2023年11月1日 上午9:37 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 50 锌离子电池(ZIBs)的实际应用面临着一些挑战,特别是在宽温度范围内电解液的差可逆性和水的反应性。 图1. 电解液设计和表征 福州大学杨程凯、于岩、太原理工大学王骞等以四氢糠醇(THFA)、H2O和Zn(OTf)2为基础,设计了一种具有显著分子间相互作用的三元电解液,以解决-40至60℃温度范围内的这些难题。 具体而言,作为一种醚醇化合物,THFA分子中含有-OH和-C-O-C-官能团,可作为双重氢键载体和双齿配体,使其成为一种优良的溶剂,它可以与Zn(OTf)2形成有机电解液。 基于此,作者采用密度泛函理论(DFT)、分子动力学(AIMD)和实验方法,对涉及THFA、OTf-和H2O的三元溶剂化簇的作用、机制和结构进行了研究。 研究发现,THFA的氢键诱导相互作用促进了 OTf-参与溶剂化簇,而与Zn2+的双齿螯合配位则确保了贫水溶剂化簇的形成。此外,Zn表面的界面电化学反应也受到调节,呈现出优先逐层(0 0 2)定向沉积的稳定固体电解质界面(SEI)。 图2. 界面分析 得益于三元电解液的优势,采用这种电解液的对称电池和全电池在高温(60℃)、低温(-40℃)和高电流等苛刻条件下都能保持优异的性能。采用三元电解液的Zn||VO2电池在60℃和3 A g-1条件下循环500次后,容量仍能保持在237.5 mAh g-1和86.71%的保持率。总体而言,这种独特的三元电解液设计使高性能ZIB成为可能。 图3. 电化学性能研究 Boosting Zinc-Ion Batteries with Innovative Ternary Electrolyte for Enhanced Interfacial Electrochemistry and Temperature-Resilient Performance. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310825 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/11/01/e414ce6a80/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 楼雄文/于乐Angew: 超组装TiOx/Zn/N掺杂的碳反蛋白石实现无枝晶锌负极 2023年10月11日 Nature子刊:DFT筛选!单原子二聚体原子界面用于高效pH值通用HER 2023年10月18日 三星Nature子刊:揭秘硅-石墨复合负极衰退机制,8.7 Ah软包电池稳定循环! 2023年11月4日 孙学良/康俊/张亮EnSM: -10~40 °C宽温度范围稳定运行的高容量锂硫电池 2023年10月13日 最新电池顶刊:张锁江、郭再萍、陆俊、杨全红、潘洪革、郭孝东、朱广山、杨光等成果集锦! 2023年10月8日 孙学良最新Small Methods: 通过增材制造和化学强化正极实现高性能锂硫电池 2023年10月25日