由于陽極/電解質(zhì)界面(AEI)長期受到析氫、表面腐蝕、枝晶生長和副產(chǎn)物積累的阻礙,水系鋅離子電池(AZIBs)尚未實(shí)現(xiàn)其高安全性和低成本的優(yōu)勢。
圖1.?BP@GF隔膜的表征
浙江大學(xué)陸盈盈等精心提出了一種固體緩沖劑的水解方法,以全面、持久地解決這些問題。具體而言,這項(xiàng)工作以二維層狀黑磷(BP)為水解對象。研究發(fā)現(xiàn),在水系電解液中水解產(chǎn)生的磷酸會(huì)產(chǎn)生富含磷酸鋅(ZPO)的固體電解質(zhì)界面(SEI)層,這在很大程度上抑制了枝晶生長、表面腐蝕和析氫。
同時(shí),水解磷酸將pH值穩(wěn)定在AEI附近,避免了堿性副產(chǎn)物的積累。值得注意的是,與陽極SEI預(yù)制和電解液添加劑的一次性ZPO工程相比,BP的水解策略可以顯著延長保護(hù)效果。
圖2.?半電池性能
因此,這些多重優(yōu)點(diǎn)賦予了BP改性隔膜在Zn||Zn對稱電池中實(shí)現(xiàn)對Zn陽極的改善的剝離/沉積穩(wěn)定性,并使其壽命提高了十倍以上。更令人鼓舞的是,當(dāng)與具有超高負(fù)載(34.1和28.7 mg cm?2)的V2O5·nH2O陰極結(jié)合時(shí),扣式電池和軟包電池的累積容量都得到了顯著提高。
圖3.?全電池性能
Hydrolysis of Solid Buffer Enables High-Performance Aqueous Zinc Ion Battery. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202307052
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