支春义&裴增夏联手，锌金属电池最新Chem！

锂电联盟会长 2024-08-24 10:02

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研究概述

固态电解液界面（SEIs）能够稳定锌负极并改变可充电锌金属电池（zmb）中Zn²⁺的转移行为。

准确了解 SEI 内的 Zn²⁺ 电荷转移动力学，并将其与其它重要步骤进行对标测试，对于设计高倍率和高效的 ZMBs 至关重要。然而，迄今为止，此类知识仍然难以捉摸。

基于此，2024年8月21日，香港城市大学支春义教授、悉尼大学裴增夏在国际期刊Chem发表题为《Solid-electrolyte interphase governs zinc ion transfer kinetics in high-rate and stable zinc metal batteries》的研究论文。

在此，作者发现，在典型的插层型ZMB中，SEI内的Zn²⁺传输是电池内载流子传输动力学的速率决定步骤。

通过使用具有环状酰胺添加剂的酰胺基共晶电解液微调 SEI，作者证明了 SEI 中的高 Zn²⁺导电性 Zn₃N₂物种在促进 Zn²⁺转移和稳定 Zn 负极方面优于最先进的 ZnF₂。

这种 SEI 设计显著提高了 Zn||Mn 掺杂 V₂O₅软包电池在低负正容量比（1.4:1）下的倍率性能和循环稳定性，实现了高锌负极利用率（72%）和器件级比能量。

这项研究为高性能 ZMBs 的 SEI 设计提供了新的动力。

图文解读

图1：酰胺分子的性质和电解液溶剂化结构分析

图2：电解液性质和锌沉积/剥离

图3：全电池中 Zn²⁺ 传输动力学 RDS 的识别

文献信息

Solid-electrolyte interphase governs zinc ion transfer kinetics in high-rate and stable zinc metal batteries, Chem, 2024. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.07.028

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