北化陈仕谋AEM: 宽温锌离子电池中梯度亲锌固体电解质界面的原位构建

锌（Zn）金属阳极上的枝晶生长和寄生副反应是限制锌离子水系电池（AZIB）实际应用的主要挑战，尤其是在宽温条件下。本研究利用乙二醇（EG）和SnI4提出了一种新型水合深共晶溶剂型电解质，使AZIB在-30至60 °C的温度范围内实现了出色的循环寿命。光谱特性分析表明，在Zn2+配位和EG氢键的双重作用下，H2O分子被有效地限制在共晶网络中，从而削弱了自由水的活性，拓宽了电化学窗口。此外，由于共晶分子和SnI4的解离还原，在Zn表面形成了亲锌梯度的有机-无机杂化固体电解质界面层（SEI），这种梯度SEI层有效抑制了析氢反应，并调节了Zn的定向沉积。使用这种电解液的Zn//Zn对称电池实现了显著的循环稳定性，在室温下超过7800 小时，在-30 °C下超过6000 小时，在60 °C下超过2500 小时。这项研究深入探讨了在锌阳极上形成亲锌梯度SEI层的新方法和新机制，为开发在宽温条件下具有高稳定性的 AZIBs 提供了巨大的潜力。

图文简介

图解表征了Zn2 +的溶剂化结构和Zn阳极界面在不同电解质中的化学行为

不同电解质的结构分析

锌沉积行为和SEI层分析

室温下HDES10的循环可逆性分析

Zn//NH4V4O10全电池性能分析

论文信息

通讯作者：Shimou Chen