可充电锌金属电池 (RZMB) 被认为是一项具有重要意义的技术,可以消除锂基化学物质带来的供应链和成本危机,同时保持可观的能量。然而,因为锌在电池环境中的不可逆性,目前的 Zn 金属电极仅限于浅循环条件(< 1 mAh cm -2) 和低效利用率 (< 10%) 。我们使用 MeOH 改变了 Zn 电解质和相间化学的溶剂化结构,实现了 Zn 金属电极的高利用率 (50%) 和高库仑效率 (99.5%) 以及 RZMB 前所未有的宽工作温度范围,最低温度低至-40 C。这项工作开辟了一种在分子水平上调整锌的电化学行为的方法,从而可以实现新兴的电池化学用于实际应用。
图文简介
可充电锌金属电池 (RZMB) 可以为已建立的电池技术提供更可持续和成本更低的替代方案,以满足未来的储能应用。然而,最有前途的 RZMB 电解质通常是水性的,需要高浓度的盐才能将效率提高到商业上可行的水平,并减轻水引发的寄生反应,包括析氢和腐蚀。基于非水溶剂的电解质有望避免这些问题,但使用除水以外的溶剂进行的全电池性能演示非常有限。为了应对这些挑战,我们研究了 MeOH 作为替代电解质溶剂。这些基于 MeOH 的电解质在很宽的温度范围内表现出出色的 Zn 可逆性,库仑效率 > 99.5%,超过 1,800 小时没有电池短路行为。更重要的是,这种卓越的性能很好地转化为 Zn || 无金属有机阴极全电池,在 -40 C 下 > 800 次循环后的容量衰减< 6% 。
MeOH 基电解质的体积和传输特性
MeOH 基电解质中的锌金属阳极电化学可逆性
锌金属阳极的后循环分析。
基于 MeOH 的电解质的全电池性能演示
论文信息
论文题目:Highly reversible Zn metal anode enabled by sustainable hydroxyl chemistry
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页面更新:2024-04-16
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