南昌大学陈义旺教授团队Angew“强取代弱”氢键锚定电解质实现宽温锌离子电容器

文章预览

大规模可再生能源的可持续发展迫切需要高效、温度适应性强的储能技术。由于锌金属的高比容量、有利的氧化还原电位和固有的安全性，水系锌离子储能器件以其高安全性、低成本和环境友好的特点成为大规模储能的主要候选者。然而，由于自由水之间的弱氢键（HBs）网络和不稳定的固体电解质界面（SEI）导致电极和电解质界面持续发生寄生反应，严重影响可逆性和温度适应性。一般来说，水分子之间HBs的丰度可以驱动水体系转变为有序的冻结结构，导致离子运输受阻，电极/电解质界面恶化，导致电池在零下温度下失效。在高温条件下，锌离子沉积动力学加快，导致严重的锌枝晶问题，加剧与水有关的寄生副反应，导致器件容量衰减和失效。因此，调控电解液水分子间的HBs，设计高质量的SEI是实现宽温域水系锌离子储能器件正常运行的关键。 ………………………………