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水系電解液在電池安全運行、綠色經濟和先進電池技術的低生產成本方面具有主要優勢。然而，水系電解質中的強水活性會引發析氫反應和電極上的寄生鈍化，導致電解質/電極界面中的離子傳輸不良。

在此，南京大學&日本筑波大學&日本產業技術綜合研究所（AIST）周豪慎教授等人提出了一種沸石分子篩改性（沸石改性）可充電鋅電池用水系電解液，通過降低水活性來減少電池副反應。

拉曼光譜表明，沸石改性的電解液保持了高度侵蝕性的溶劑化鞘，并顯著抑制了水分子的反應性。模擬和電化學測試證明沸石改性的鋅負極電解液析氫更少，耐腐蝕能力更好。

由于沸石改性電解質的水分解較少，Zn負極積累了較淺的副產物。此外，致密的Zn堆疊沉積形態也有利于Zn負極的可逆性。

圖1. 鋅負極形態演變和界面分析

因此，沸石改性電解液使Zn||Zn電池在0.8 mA cm^-2下的循環壽命達到4765小時，鋅-VO₂紐扣電池達到3000次循環，軟包電池達到100次循環。

除了科學研究層面的發現，作者還指出沸石分子篩由于其成熟的生產工藝、低成本以及工程方面的可回收性而在未來大規模生產中具有重要意義。

圖3. 沸石分子篩的回收利用

Reducing Water Activity by Zeolite Molecular Sieve Membrane for Long-Life Rechargeable Zinc Battery, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202102415

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