IF=32.4！四川师大＆东北师大＆温州大学联手，最新EES！

研究概述

水系锌金属电池的新型电解液已被广泛研究，但单溶剂电解液的性能和枝晶抑制效果有限，远不能满足电解液循环稳定性和离子电导率的要求。

基于此，东北师范大学吴兴隆教授、温州大学谭歆教授、四川师范大学赁敦敏教授等在国际期刊Energy & Environmental Science发表题为《Ultrastable electrolyte (>3500 hours at high current density) achieved by high-entropy solvation toward practical aqueous zinc metal batteries》的研究论文。

在此，研究人员报道了一种高熵溶剂化电解液（HESE）策略，即通过增加电解液中溶剂化结构的多样性来增强锌金属电池（ZMBs）的循环寿命。HESE增强了Zn2+溶剂化结构的构型熵，减少了溶液中离子之间的静电相互作用，从而促进了快速的离子传输动力学（tZn2+ = 0.65）。

此外，HESE中的高无序度可诱导形成具有低自由能的离子簇，减弱了Zn2+与H2O之间的相互作用，从而调节了O-H键顺序，以抑制副反应并实现Zn2+的均匀沉积。作为概念验证，采用HESE的Zn||Zn对称电池在5 mA cm−2的高电流密度下实现了3500小时的稳定循环，以及8.75 A h cm−2的超高累积沉积容量。此外，HESE还能抑制副反应和枝晶的形成，从而显著提高Zn||NH4V4O10电池的循环性能。

这项研究提出了一种通过高熵溶剂化化学提高离子电导率和抑制枝晶生长的实用方法。

图文解读

图1：高熵溶剂化电解液（HESE）设计概念的示意图

图2：HESE电解液中Zn2+溶剂化结构的变化示意图

图3：不同电解液中Zn金属的电化学行为，包括Tafel曲线、LSV曲线、计时安培曲线、CV曲线和Zn||Cu不对称电池的循环性能

文献信息

Ultrastable electrolyte (>3500 hours at high current density) achieved by high-entropy solvation toward practical aqueous zinc metal batteries, Energy & Environmental Science, 2024. DOIhttps://doi.org/10.1039/D4EE02896A