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如何設計水系電解液以確保鋅金屬負極的完全可逆性仍然是一項挑戰。濃縮的鹽包水電解液（如30 m ZnCl₂）是解決鋅金屬負極難題的有希望的候選方案。然而，純的30 m ZnCl₂電解質無法提供光滑的表面形態和實用的庫侖效率。

圖1. 電解液穩定性的電化學研究

俄勒岡州立大學紀秀磊、加利福尼亞大學P. Alex Greaney等研究了香蘭素作為30 m ZnCl₂電解液添加劑的影響。研究發現，30 m ZnCl₂的酸性可分解香蘭素，在鋅金屬負極（ZMA）表面形成獨特的SEI，從而幫助ZMA實現更可逆的循環。

通過表征，我們闡明了與香蘭素形成SEI的新機制，即質子和氯依次攻擊香蘭素并使其在ZMA表面沉淀，這有別于傳統觀點，即SEI是通過與負極表面的正極反應生成的。

圖2.?SEI分析

結果，在電流密度為0.2 mA cm^-2的條件下，在30 m ZnCl₂中加入ppm級的香蘭素后，電池的CE值從95.38%提高到了99.34%。此外，在N/P比為2:1的情況下，ZMA可支持VOPO₄||Zn全電池循環818次，并且在1.6 mA cm^-2的電流密度下，CE值達到99.92%。

通過本文的研究結果，作者展示了一種無毒有機添加劑（即香蘭素）如何改變作為ZMA電解液的30 m ZnCl₂的性能。這些結果展示了SEI形成作為一種解決方案的重要性，它能使ZMA完全可逆，有助于未來可行的水系鋅金屬電池的開發。

圖3.?全電池性能

Vanillin: An Effective Additive to Improve the Longevity of Zn Metal Anode in a 30 m ZnCl2 Electrolyte. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202301712

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?紀秀磊等AEM：ppm級添加劑高效改善鋅金屬負極的壽命

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