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研究概述

高性能的水系鋅離子電池對于商業應用至關重要。界面副反應和鋅枝晶的廣泛生長導致水系鋅離子電池短路和提前失效。

基于此，2024年11月18日，浙江師范大學黃健航特聘教授、郭強和中國科學院力學研究所副研究員劉峰在國際期刊Nano Letters發表題為《Reconfiguring the Coordination Structure in Deep Eutectic Electrolytes for Enabling Stable Operation of Zinc-Ion Batteries》的研究論文，郭強為本文一作兼通訊。

郭強，博士，講師。2022年加入浙江師范大學（付大偉教授團隊）。研究方向專注于新型清潔能源材料和鐵電材料的研究，研究方向涉及新型二維材料（硅烯、硅氧烯、鍺烯等）的制備及應用、各種離子電池（常規電池、柔性電池和微電池）、電容器（常規電容器、柔性電容器和微電容器）、光熱產水、鐵電材料的制備。以第一/通訊作者共發表論文20余篇，包括Energy & Environmental Science、ACS Energy Lett.、ACS Nano、ACS Materials Lett.、CCS Chem.、Carbon Energy等國際著名期刊。

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在此，研究人員通過采用一種含1,3-丙二醇作為共溶劑的水合深共晶電解質來解決這些問題。

1,3-丙二醇分子可以進入Zn2?的溶劑化結構中，形成貧水電解質，通過增強氫鍵網絡大幅降低水分子的活性。

同時，PDO分子排除鄰近的水分子來調節雙電層的構型，從而抑制水介導的副反應并誘導形成富含無機物的界面層。

因此，這種水合深共晶電解質確保了Zn?Zn、Zn?Cu和Zn?I?電池的長期穩定性。

PDO分子的有利影響為構建高性能的水系鋅離子電池提供了指導。

圖文解讀

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圖1：HDES和AE電解質的FTIR光譜

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圖2：AE和HDES電解質的Tafel圖

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圖3：Zn?Zn對稱電池的CA曲線

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圖4：Zn?Zn對稱電池的電壓曲線

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圖5：HDES電解質和Zn?Cu電池的電壓曲線

文獻信息

Reconfiguring the Coordination Structure in Deep Eutectic Electrolytes for Enabling Stable Operation of Zinc-Ion Batteries, Nano Letters, 2024.

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/11/21/553c39c403/

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