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水系鋅離子電池（ZIBs）因其具有低成本和高安全性等優點被視為目前最具有前途的儲能解決方案之一，但其存在與電解質密切相關的化學和電化學降解問題。

在此，華中科技大學黃云輝教授、伽龍教授和麻省理工學院李巨教授等人報道了一種新的鋅鹽設計和一種長循環壽命水系ZIBs。

具體而言，帶有合理設計的陰離子基團N-(苯磺?；?苯磺酰胺(BBI-)的Zn(BBI)₂鹽具有特殊的兩親分子結構，它結合了親水基團和疏水基團的優點，可以適當調整溶解度和界面條件。此外，這種新型鋅鹽不含氟可通過高產率和低成本的方法合成。

圖1. 1 M Zn(BBI)₂改善了Zn||Cu和Zn||Zn電池的電化學性能

研究發現，1 M Zn(BBI)₂水性電解質具有寬的正極穩定窗口，有效地穩定了Zn金屬/H₂O界面，減緩了化學和電化學降解。

新型低鹽濃度電解質1 M Zn(BBI)₂能夠極大地改善Zn||Cu電池，Zn||Zn對稱電池和Zn||PANI全電池的電化學性能，優于使用商業1 M ZnSO₄以及其他有機鹽的 (1 M Zn(OTf)₂和1 M Zn(TFSI)₂) 電解質循環的電池。

本文的新電解質系統易于合成，成本低，具有優異的化學和電化學穩定性，能夠為可持續能源應用提供持久的水系ZIBs。

圖2. 1M Zn(BBI)₂緩解了各種電化學和化學降解

A New Zinc Salt Chemistry for Aqueous Zinc-Metal Batteries，Advanced Materials 2023 DOI：10.1002/adma.202210055

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