盡管過去幾年在正極材料方面取得了長足的進步，但可充鋅電池(RZBs)由于枝晶的形成和鋅負極側臭名昭著的副反應而受到性能快速下降的困擾。

新加坡南洋理工大學范紅金、中南大學周江等開發(fā)了一種用于鋅電池的新型水合共晶電解質(HEE)系統(tǒng)。

圖1. 共晶電解質的物理化學性質

這種優(yōu)化的水合共晶電解質(HEE)系統(tǒng)包含甲基磺酰甲烷(MSM)、高氯酸鋅和水。由于MSM具有較大的介電常數(shù)（47.39）、偶極矩（4.44 D）和豐富的磺?；梢宰鳛閺娐芬姿箟A與陽離子配位。

因此，該HEE系統(tǒng)由Zn(ClO4)₂和MSM之間的Zn²⁺-O相互作用誘導，其中MSM（作為路易斯堿）進入Zn²⁺（作為路易斯酸）的初級溶劑化殼，形成Zn-(MSM)- (H₂O)溶劑化結構。系統(tǒng)的原位和非原位表征證明這種結構可以剝奪一定數(shù)量的自由水分子并加強分子間相互作用，從而有效地誘導無枝晶的鋅沉積并抑制副反應，同時電化學穩(wěn)定性窗口也被擴大。

圖2. 鋅沉積的原位研究

研究顯示，基于這種新型HEE的Zn//Zn對稱電池顯示出超穩(wěn)定的Zn沉積/剝離，并且原位光學顯微鏡證明沒有產氣行為。此外，這種新型HEE系統(tǒng)使釩基鋅電池（Zn//NH₄V₄O₁₀(NVO)）中的Zn氧化還原反應實現(xiàn)了前所未有的可逆性（即使在1000 mA g^-1下循環(huán)1600次后仍保持約100%）。

這項研究為RZBs提供了一種新型電解質，并深入了解了Zn²⁺溶劑鞘結構對循環(huán)可逆性的影響。

圖3. Zn//NVO電池的電化學性能