3000h！深大王振波/隋旭磊AFM：实用的锌离子电池！

锌离子电池（ZIBs）的应用受到锌阳极和阴极在水溶液中稳定性差的严重挑战，这与电解液结构和水反应性密切相关。

图1 电解液的溶剂化结构表征

深圳大学王振波、隋旭磊等通过调整以磷酸三丙酯（TPP）为共溶剂的混合电解液中的电解液溶剂化结构，同时解决了阴极和阳极的稳定性问题。

实验结果和理论分析都表明，TPP共溶剂可以重组氢键结构，从而使混合电解液的水反应性降低，并通过在锌阳极和阴极表面形成阴离子/溶剂共衍生的SEI和阴极电解质界面（CEI）层来调节锌离子的溶剂化构型。

因此，有效地抑制了包括Zn枝晶生长在内的Zn阳极表面上的寄生反应，并且还有效地限制了V2O5阴极侧臭名昭著的钒溶解。

图2 半电池性能

因此，锌电池在1 mA cm-2、1 mAh cm-2下的循环寿命延长了3000小时，Zn/V2O5全电池在薄锌阳极（10µm）和低负正（N/P）比（≈4.3）的情况下，可逆容量为261.8 mAh g-1，500次循环后容量保持率为73.6%。

与空白Zn(OTF)2水系电解液质相比，Zn||V2O5全电池在倍率、循环和存储性能方面表现出令人印象深刻的性能，进一步强调了电解液调谐方法在推进水系锌离子电池实际应用方面的潜力。

图3 全电池性能和机理示意

文献信息

Boosting the Anode and Cathode Stability Simultaneously by Interfacial Engineering via Electrolyte Solvation Structure Regulation Toward Practical Aqueous Zn-ion Battery. Advanced Functional Materials 2024. DOI: 10.1002/adfm.202414563