水系電解液中通常使用具有高還原電位的有機添加劑來穩定鋅負極，但會損害安全性和環境兼容性。提出了高濃度鹽包水電解液來實現沉積/剝離鋅的高可逆性；然而，它們的高成本和粘度阻礙了它們的實際應用。因此，探索可直接用于穩定鋅負極的低濃度鋅鹽具有重要意義。
在此，香港城市大學支春義團隊開發了一種不對稱陰離子基團雙(二氟甲磺酰基)(三氟甲磺酰基)亞胺(DFTFSI-)基新型鋅鹽Zn(DFTFSI)2，以獲得高離子電導率和高度穩定的無枝晶鋅負極。研究表明，Zn2+溶劑化層和內亥姆霍茲平面中的DFTFSI–會優先被還原，構建層狀結構的SEI，抑制析氫和副反應。
因此，本文采用1 M Zn(DFTFSI)2水系電解質的Zn-Zn對稱電池可提供超過2500小時的超長循環壽命。Zn||Br2電池還具有超過1200次循環的長壽命，庫侖效率約為99.8%，容量保持率高達92.5%。此外，高面積容量Zn||Br2電池 (~5.6 mAh·cm-2)可穩定循環超過320個周期，初始容量保留率為95.3%。
總之，該工作開發了一種具有獨特設計的不對稱陰離子分子結構的新型鋅鹽Zn(DFTFSI)2，用于無枝晶和長壽命的水系鋅電池。在Zn2+溶劑化鞘層中的DFTFSI–和Zn(DFTFSI)2電解質的內部亥姆霍茲會被優先分解，并有助于在Zn負極上形成堅固的層狀結構SEI。使用該新型無添加劑低濃度水溶液電解質（1 M Zn(DFTFSI)2）, Zn||Zn電池可以抑制＞90%的氫釋放，并表現出2500小時的長期循環穩定性。
此外，具有挑戰性的含有1 M Zn(DFTFSI)2的Zn||Br2電池系統提供1200次循環的高可變性，保持~92.5%的初始容量，庫侖效率為~99.8%。因此，該工作為開發先進的電解質通過功能陰離子結構設計到實用的水系鋅電池開辟了一條道路。
Asymmetric Anion Zinc Salt Derived Solid Electrolyte Interphase Enabled Long-Lifespan Aqueous Zinc Bromine Batteries， Angewandte Chemie International Edition 2024 DOI: 10.1002/anie.202319125
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