近日，河南工業大學材料科學與工程學院張猛教授團隊受國際著名期刊《Journal of Energy Chemistry》（中科院一區TOP，影響因子14）邀請，發表題為《Multifunctional hybrid additive regulating solvation structure for dendrite-free and long-cycle-life zinc-ion batteries》的研究論文。張猛教授，王夢蕾副研究員以及林雪平大學余良浩博士后為通訊作者，研究生胡博優為第一作者，河南工業大學為第一署名及通訊單位。
論文封面
論文插圖
隨著可再生能源的快速發展，開發低成本、高安全性的儲能技術成為全球關注焦點。水系鋅離子電池因具備高理論比容量（819 mAh g?1）、環境友好、成本低廉等優勢，被視為大規模儲能系統的理想候選。然而，鋅負極在循環過程中易產生枝晶，發生析氫反應（HER），導致電池性能衰減，嚴重制約其實際應用。該研究使用香草醛與二甲基亞砜（DMSO）為復合電解質添加劑，加入三氟甲烷磺酸鋅(Zn(OTf)2)當中。香草醛的加入提高了Zn(OTf)2的溶解度，導致鋅離子擴散速率增加，電池電阻降低，電化學窗口擴大(為純Zn(OTf)2電解液的三倍左右)。DMSO的加入改變了Zn2+的溶劑化鞘，減少了初級溶劑化鞘中的水分子數量，增加了OTf?分子的數量，從而抑制了HER，使得Zn||Zn電池在1.0 mA cm?2/1.0 mA h cm?2下的循環壽命超過4000小時。研究團隊進一步將混合添加劑應用于Zn||CNVO全電池，在1.0 A g?1電流密度下循環900次后仍保持100 mAh g?1以上的比容量，展現出優異的應用前景。
該項工作得到了國家自然科學基金等項目的支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.02.060
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