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穩定的正極-電解質界面（CEI）對水系鋅離子電池（AZIBs）至關重要，但目前對它的研究卻很少。商業粘結劑-聚偏氟乙烯（PVDF）被廣泛使用，但沒有詳細研究其在AZIBs中的適用性。

倫敦大學學院何冠杰、Ivan P. Parkin等開發了一種水溶性粘結劑，它有助于原位形成CEI保護層，并調整界面形態。

圖1 原位形成CEI

研究顯示，通過將多糖海藻酸鈉（SA）與疏水的聚四氟乙烯（PTFE）相結合，可以將表面形態和電荷存儲動力學從擴散控制過程限制為電容控制過程。從動力學和熱力學角度進行的實驗研究表明，SA的COO-作為陰離子聚電解質促進了Zn²⁺的吸附；同時，PTFE骨架上的氟原子提供了疏水性以打破脫溶劑化困境。

圖2 恒流充放電性能

因此，與PVDF/NMP相比，使用新開發的粘結劑的AZIBs在0.1 A g^-1時表現出≈6.1%的高比容量，特別是在2 A g^-1時，容量比使用PVDF的AZIBs高47.5%。此外，由于在正極上形成了原位保護層，該雙功能粘結劑在電流密度為2 A g^-1的情況下，經過1000次循環后表現出99.1%的卓越容量保持率。此外，與PVDF/NMP相比，該混合粘結劑還降低了成本，這是一種修改界面形態的通用策略，可以擴展到其他水系多價金屬離子電池。

圖3 理論計算及CEI處的動力學示意

Cathode–Electrolyte Interface Modification by Binder Engineering for High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202205084

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?倫敦大學Adv. Sci.：粘合劑工程改性CEI實現高性能水系鋅離子電池

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