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可充鋅電池（RZBs）由于其多重優勢，被認為是下一代電化學設備的有力競爭者。然而，傳統的水系電解液可能會通過快速的容量衰減和較差的庫侖效率（CE）對電池的長期循環造成嚴重危害，這是由水系體系中復雜的反應動力學造成的。

圖1. 電解液設計

上海交通大學王久林等探索了一種新型的非水電解液系統，該系統采用不易燃、兩性和質子有機溶劑N-甲基甲酰胺（NMF）與三氟化鋅鹽（Zn-NMF）相結合。由于NMF具有高閃點（111℃）和高介電常數（186.9），因此，典型的有機溶劑型電解液中較低的離子傳導性和可燃性問題已經得到了解決。

此外，在Zn-NMF電解質中的鋅金屬負極呈現出更強的可逆性、高CE、在2.0 mA cm^-2/2.0 mAh cm^-2條件下超穩定的循環（約為2000小時）以及10.0 mAh cm^-2的最大面負載，同時沒有任何析氫反應（HER）。

圖2. 深度沉積-剝離行為研究

在實際應用中，鋅電極和層狀二氧化錳正極（NMO）被結合起來形成了一個基于非水電解液的電池，其中Zn-NMF電解液促進了Zn²⁺離子在NMO正極的（脫）插層，電流密度高達0.5 A g^-1。同時，層間摻雜的Ni²⁺離子和水晶水的支柱效應提升了二氧化錳的反應動力學、離子遷移率、電子傳導性和結構穩定性。

此外，通過原位表征技術，在Zn-NMF電解液中見證了Zn²⁺在NMO宿主中的可逆插入/提取，而沒有明顯的H⁺參與。這種溶劑系統與NMO正極一起賦予了RZB穩定的電化學循環性能，同時也具有很好的安全性。在該工作中，多價水和非水電池的各種挑戰已經得到有效解決，這將為RZB的實際開發和現實應用提供一個途徑。

圖3. Zn||NMO全電池性能

High-Current Capable and Non-Flammable Protic Organic Electrolyte for Rechargeable Zn Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202302174

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