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 47 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 北化工黄雅钦AFM:基于石墨碳氮化物的配位工程助力长寿命高容量锂硫电池 2024年2月19日 【计算+实验】顶刊集锦 :赵长生、王晓东、马丁、吴宇恩、刘彬等计算成果 2023年10月3日 光催化!武理/地大,新发Nature子刊! 2024年11月11日 Small:离子选择性COF促进多硫化物催化转化和Li+传输! 2023年10月15日 北大「国家杰青」郭少军,联手哈工大,最新AM! 2024年10月25日 Arumugam Manthiram最新EES: 揭示可充电电池中硫属元素原位取代多硫化物的影响 2023年10月26日