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多功能 1, 3-二甲基-2-咪唑啉酮电解质添加剂:可实现具有不同基材的极长寿命锌金属电池
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2023-01-04 , DOI: 10.1016/j.cej.2023.141287
Keren Lu , Chenglong Chen , Yi Wu , Cai Liu , Juanjuan Song , Haiyan Jing , Peng Zhao , Boyuan Liu , Mingzhu Xia , Qingli Hao , Wu Lei

由于电极表面锌枝晶的形成和副反应,水系锌金属电池的循环寿命受到很大挑战。在此,提出了一种解决上述问题的有效策略,即在 ZnSO 4电解液中添加 1,3-二甲基-2-咪唑啉酮 (DMI),在锌箔表面形成惰性有机层,并分析了 DMI 的保护机制用密度泛函理论讨论了锌极表面的分子。该惰性层的形成可以保护锌箔不被H 2侵蚀O,使电极表面的电场均匀化,抑制枝晶的形成。DMI的加入也破坏了体系中原有的氢键网络,抑制了Grotthuss机制引起的副反应问题。这种新型电解液可以有效提高不同半电池的循环性能。在ZnSO 4 -DMI-05电解质中,Zn||Zn电池在1.0 mA cm -2 (1.0 mAh cm -2 )的电流密度下实现了2400小时的稳定循环。此外,它还应用于 Zn||VS 2全电池在1A/g的电流密度下循环600次,库仑效率(CE)为99.97%,容量保持率为95.33%。这种有机添加剂能够使锌离子在水性环境中超稳定和可逆地沉积在不同类型的基材上,为开发水性锌金属电池提供了一种有前途的方法。





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更新日期:2023-01-06
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