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水系鋅離子電池（AZIBs）有望用于電網規模的能源存儲。然而，傳統的AZIBs面臨著各種挑戰，其中包括析氫反應（HER），這會導致局部pH值升高，并在陽極上形成副產品。

圖1. 電解液設計

同濟大學王超、麻省理工學院李巨等介紹了一種基于深共晶溶劑（DES）的新型電解液，它由等摩爾比的乙酰胺和己內酰胺與50vol%的H₂O以及1M Zn(OTf)₂ 鹽組成。通過理論分析和實驗研究的結合，這項工作成功證明了這種電解液的卓越性能。

研究結果表明，基于DES的電解液能有效重建Zn²⁺的溶劑化結構，從而在Zn陽極表面形成一層保護膜。這種溶劑化結構有效地阻止了溶劑化水分子的遷移，減輕了鋅沉積過程中HER的發生。

另外，原位生成的膜起到了保護屏障的作用，進一步降低了水的反應性，最大限度地減少了不良副產品的形成。此外，DES50電解液在抑制鋅枝晶的形成方面也有顯著改善，并促進了以鋅（002）晶面為主的更穩定的剝離/沉過程。

圖2.?半電池性能

因此，值得注意的是，所設計的DES50電解液具有出色的電化學性能，Zn||Zn對稱電池在1 mAh cm^-2的條件下可穩定剝離/沉積長達2000小時，在10 mAh cm^-2的條件下可穩定剝離/沉積1000小時。

此外，使用DES50電解液的VS₂||Zn全電池在0.5 A g^-1條件下循環500次后，容量保持率達到85.4%，在0.1 A g^-1條件下循環150次后，容量保持率也達到了89.9%。

圖3.?全電池性能

Acetamide-Caprolactam Deep Eutectic Solvent-Based Electrolyte for Stable Zn-metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202306546

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