当前位置：
X-MOL 学术
›
Adv. Funct. Mater.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Synergistic Solvation and Interface Regulations of Eco-Friendly Silk Peptide Additive Enabling Stable Aqueous Zinc-Ion Batteries
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2022-03-03 , DOI: 10.1002/adfm.202112693 Baojun Wang 1 , Rong Zheng 1 , Wei Yang 1 , Xin Han 2 , Chengyi Hou 1 , Qinghong Zhang 3 , Yaogang Li 3 , Kerui Li 1 , Hongzhi Wang 1
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2022-03-03 , DOI: 10.1002/adfm.202112693 Baojun Wang 1 , Rong Zheng 1 , Wei Yang 1 , Xin Han 2 , Chengyi Hou 1 , Qinghong Zhang 3 , Yaogang Li 3 , Kerui Li 1 , Hongzhi Wang 1
Affiliation
|
Aqueous Zn-ion batteries have aroused much attention recently, yet challenges still exist in the lack of low-cost, highly stable electrolytes to tackle the serious side reactions at Zn anode–electrolyte interface. Herein, a ZnSO4-based low-cost aqueous electrolyte is demonstrated with a small amount of eco-friendly silk peptide as an efficient additive. Compared with silk sericin and fibroin, silk peptide with abundant strong polar groups (COOH and NH2) suppresses the side reactions. Namely, silk peptide regulates the solvation structure of Zn2+ to decrease coordinated active H2O and SO42−, and tends to anchor on Zn anode surface for the isolation of contact H2O/SO42− as well as electrostatic shielding, demonstrating synergistic solvation and interface regulating effect. Consequently, the excellent cycle life (3000 h) and Coulombic efficiency (99.7%) of Zn anodes are revealed in 2 m ZnSO4 electrolyte with only 5 mg mL−1 of silk peptide (≈0.49 USD L−1), promising practical applications of reversible zinc-ion batteries.
中文翻译：
使水系锌离子电池稳定的环保丝肽添加剂的协同溶剂化和界面调控
水系锌离子电池最近引起了广泛关注，但仍然存在缺乏低成本、高度稳定的电解质来解决锌负极-电解质界面严重副反应的挑战。在此，展示了一种基于 ZnSO 4的低成本水性电解质，其中含有少量的环保丝肽作为有效添加剂。与丝胶蛋白和丝心蛋白相比，具有丰富强极性基团（COOH和NH 2 ）的丝肽抑制了副反应。即丝肽调节Zn 2+的溶剂化结构以减少配位的活性H 2 O和SO 4 2−, 并倾向于锚定在 Zn 阳极表面，用于隔离接触 H 2 O/SO 4 2-以及静电屏蔽，表现出协同溶剂化和界面调节作用。因此，在 2 m ZnSO 4电解液中，仅含 5 mg mL -1的丝肽（≈0.49 USD L -1 ）就显示出 Zn 阳极的优异循环寿命（3000 h）和库仑效率（99.7%），很有前景的实际应用可逆锌离子电池。
更新日期：2022-03-03
中文翻译：
使水系锌离子电池稳定的环保丝肽添加剂的协同溶剂化和界面调控
水系锌离子电池最近引起了广泛关注，但仍然存在缺乏低成本、高度稳定的电解质来解决锌负极-电解质界面严重副反应的挑战。在此，展示了一种基于 ZnSO 4的低成本水性电解质，其中含有少量的环保丝肽作为有效添加剂。与丝胶蛋白和丝心蛋白相比，具有丰富强极性基团（COOH和NH 2 ）的丝肽抑制了副反应。即丝肽调节Zn 2+的溶剂化结构以减少配位的活性H 2 O和SO 4 2−, 并倾向于锚定在 Zn 阳极表面，用于隔离接触 H 2 O/SO 4 2-以及静电屏蔽，表现出协同溶剂化和界面调节作用。因此，在 2 m ZnSO 4电解液中，仅含 5 mg mL -1的丝肽（≈0.49 USD L -1 ）就显示出 Zn 阳极的优异循环寿命（3000 h）和库仑效率（99.7%），很有前景的实际应用可逆锌离子电池。
京公网安备 11010802027423号