华中科技大学黄云辉，最新JACS！

研究概述

水系锌电池是实现本征安全能源存储的理想选择，但寄生的副反应使实际应用变得困难。

尽管共溶剂电解液能有效抑制锌枝晶并减少副反应，但它不可避免地带来了动力学损失。

2025年3月3日，华中科技大学黄云辉在国际期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Kinetics Compensation Mechanism in Cosolvent Electrolyte Strategy for Aqueous Zinc Batteries》的研究论文。

在此，作者系统研究并比较了Zn2+与各种氧配位共溶剂在纯水环境下的相互作用，以及Zn2+与OTf-在含有不同氧配位共溶剂的混合溶剂环境下之间的相互作用；此外，还定量分析并总结了不同氧配位共溶剂对Zn2+溶剂化结构和离子迁移动力学的影响差异。

基于此，研究人员提出了一种新的共溶剂电解液策略中的动力学补偿机制，可以通过减弱阴离子-阳离子对的相互作用并增加Zn2+的迁移数来补偿引入共溶剂造成的动力学损失。

理论和实验都证明了这种策略在提高电化学性能的同时可以实现水系锌电池的动力学补偿。

这项工作为设计具有优异电化学性能的共溶剂电解液提供了全面而深入的理解。更重要的是，所提出的策略可以应用于具有类似性质的其他共溶剂和其他水系电池系统。

图文解读

图1：溶剂的差异

图2：组分之间的相互作用

图3：KC电解液和锌负极的电化学性能

文献信息

Kinetics Compensation Mechanism in Cosolvent Electrolyte Strategy for Aqueous Zinc Batteries, Journal of the American Chemical Society, 2025. https://doi.org/10.1021/jacs.4c16880.