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在水系鋅（Zn）電池中，鋅負(fù)極會(huì)遭受嚴(yán)重的腐蝕反應(yīng)和隨之而來的枝晶生長(zhǎng)問題，這導(dǎo)致性能快速下降。

圖1 電解液中DO對(duì)Zn負(fù)極的危害

天津大學(xué)楊全紅等揭示了腐蝕機(jī)制，并證實(shí)溶解氧（DO）（而不是著名的質(zhì)子）是鋅腐蝕和副產(chǎn)物沉淀的主要來源，尤其是在電池初始靜止期。與普通的物理脫氧方法不同，這項(xiàng)工作提出了一種化學(xué)自脫氧策略來解決溶解氧引起的危害。

作為概念驗(yàn)證，作者將蒽醌-2-磺酸鈉（AQS）作為一種自脫氧添加劑引入水系電解液中。AQS添加劑不僅緩解了DO誘導(dǎo)的鋅腐蝕和伴隨的氫氧化硫酸鋅水合物（Zn₄SO₄(OH)₆·xH₂O，ZHS）副產(chǎn)品的沉淀，而且由于Na⁺的靜電屏蔽作用，還抑制了鋅枝晶的形成。

圖2 水系電解液中AQS的自脫氧評(píng)價(jià)

結(jié)果，鋅負(fù)極在0.5 mA cm^?2條件下可維持2500小時(shí)的長(zhǎng)期循環(huán)，在5 mA cm^?2條件下可維持1100小時(shí)以上的長(zhǎng)期循環(huán)，并且?guī)靵鲂矢哌_(dá)99.6%。全電池在500次循環(huán)后也顯示出92%的高容量保持率。總體而言，這項(xiàng)研究結(jié)果提供了對(duì)水系電解液中鋅腐蝕的新認(rèn)識(shí)，也為水系鋅電池的工業(yè)化提供了實(shí)用的解決方案。

圖3 添加AQS后鋅負(fù)極的電化學(xué)性能

A Self-Deoxidizing Electrolyte Additive Enables Highly Stable Aqueous Zinc Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202303557

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