水系鋅離子電池（AZIBs）由于具有高理論容量、環(huán)境友好以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，被視為大規(guī)模儲能領(lǐng)域中有前途的候選者。然而鋅枝晶和副產(chǎn)物影響水系鋅電的循環(huán)壽命阻礙了其商業(yè)化。

在此，澳大利亞阿德萊德大學(xué)郭再萍教授、安徽大學(xué)張朝峰教授、梁飛教授等開發(fā)了一種含電負(fù)性羰基氧的雙功能電解液添加劑——酒石酸鈉（TA-Na）來提高鋅陽極穩(wěn)定性，以增強(qiáng)AZIB的循環(huán)穩(wěn)定性。

研究表明首先酒石酸鹽陰離子優(yōu)先吸附在Zn表面，然后高親核羧酸鹽與Zn²⁺配位促進(jìn)[Zn（H₂O)₆]²⁺的脫溶，有利于Zn均勻沉積在（002）平面上，抑制副反應(yīng)和鋅枝晶生長。

圖1. 鋅沉積行為的生長機(jī)制

基于此，Zn||MnO₂全電池在低N/P（10/1）和E/C （20 μL mAh?1）比的扣式電池中表現(xiàn)出超過1000次的長期壽命，且在軟包電池中表現(xiàn)出350次的良好循環(huán)性能。

因此，酒石酸陰離子對于實(shí)際提高AZIB的適用性具有很大的吸引力，為電解質(zhì)設(shè)計(jì)提供了一種簡單而有效的策略，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)AZIB商業(yè)化的低成本電池開辟了新道路。

圖2. 全電池的電化學(xué)性能

A Double-Functional Additive Containing Nucleophilic Groups for High-Performance Zn-Ion Batteries，ACS Nano 2023. DOI: 10.1021/acsnano.2c11357