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AM：用于高性能固態鋅離子電池的增強側鏈運動聚合物單離子導體

鋅基固體聚合物電解質(SPE)在實現高性能和安全的鋅離子電池方面具有巨大的潛力。基于聚合物單離子導體(PSIC)的SPEs可以在很大程度上消除電極的陰離子遷移和副反應以及降低極化。然而，由于離子局域相互作用緊密，聚合物鏈運動緩慢，普通PSIC的離子電導率仍不能令人滿意。

這里，香港城市大學支春義教授、范俊教授以及悉尼大學裴增夏等人采用雜環四唑作為側鏈陰離子中心，優化了電荷離域化和增強了側鏈運動，制備了一種新型PSIC，并通過分子動力學(MD)模擬驗證了這一結果。

圖1. 不同固態電解質中鋰離子傳輸示意圖

圖2. PSIC的合成及表征

圖3. Zn‖V₂O₅全電池性能表征

制備的PSIC離子電導率高達5.4 × 10^?4 S cm^?1,Zn²⁺遷移數高達0.94。基于PSIC，在低極化電位的情況下實現了無枝晶和無氫氣析出的鋅電鍍/剝離循環(2000 h)。進一步組裝的Zn‖V₂O₅電池表現出優于其他固態ZZIB的性能，包括放電容量高(196 mAh g^?1)，優異的倍率能力(即使在6 C下也能達到64 mAh g^?1)，循環壽命長(10000次循環后容量保留率為88.5%)。

此外，得益于SPE在運行過程中的高穩定性，該固體電池具有顯著的壽命(90天)、較低的自放電率(容量損失約0.18% /天)和良好的溫度適應性。基于PSIC的SPE具有先進的離子傳輸結構，使固體ZIBs具有顯著的性能提高，高安全性和耐用性。

Chen, Z., Wang, T., Hou, Y., Wang, Y., Huang, Z., Cui, H., Fan, J., Pei, Z. and Zhi, C. (2022), Polymeric Single Ion Conductors with Enhanced Side Chains Motion for High-performance Solid Zinc Ion Batteries. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2207682. https://doi.org/10.1002/adma.202207682

Angew：耐堿防凍添加劑，使水系鋅||鎳電池工作在-60°C

鋅||鎳電池等堿性水電池因其能量密度高、安全性高、成本低等優點而受到廣泛關注。然而，水溶液電解質的凍結和在堿性條件下循環穩定性差，阻礙了它們在零下條件下的運行。

香港城市大學支春義教授和中國科學院深圳先進技術研究院彭超副研究員等通過將二甲基亞砜 (DMSO) 作為耐堿性防凍添加劑添加到1M KOH溶液中，構建了一種穩定的水性電解質，其最低凝固點可低至-90℃。

圖1. 不同添加劑的堿耐受能力比較

圖2. 不同電解質中Zn循環穩定性比較

圖3. Zn||Ni電池的電化學性能表征

作者發現DMSO在堿性條件下有效地延緩Zn負極的腐蝕，防止Zn枝晶的形成，使1 mA cm^-2和0.5 mAh cm^-2條件下的鋅電鍍/剝離循環超過700 h。此外，作者制備的Zn||Ni電池可耐受低至-60℃的工作溫度，在0.5 C條件下，在-40℃下放電容量保持84.1%，在-60℃下放電容量保持60.6%。即使在-40℃下2 C條件下，循環容量也能保持600次，放電容量保持在86.5%。

Chen, S., Peng, C., Xue, D., Ma, L. and Zhi, C. (2022), Alkaline Tolerant Antifreezing Additive Enabling Aqueous Zn||Ni Battery Operating at -60 °C. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1002/anie.202212767

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