意義
可充電鋅金屬電池 (RZMB) 被認為是一項具有重要意義的技術，可以消除鋰基化學物質(zhì)帶來的供應鏈和成本危機，同時保持可觀的能量。然而，因為鋅在電池環(huán)境中的不可逆性，目前的 Zn 金屬電極僅限于淺循環(huán)條件（< 1 mAh cm -2) 和低效利用率 (< 10%) 。我們使用 MeOH 改變了 Zn 電解質(zhì)和相間化學的溶劑化結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了 Zn 金屬電極的高利用率 (50%) 和高庫侖效率 (99.5%) 以及 RZMB 前所未有的寬工作溫度范圍，最低溫度低至-40 C。這項工作開辟了一種在分子水平上調(diào)整鋅的電化學行為的方法，從而可以實現(xiàn)新興的電池化學用于實際應用。
圖文簡介
可充電鋅金屬電池 (RZMB) 可以為已建立的電池技術提供更可持續(xù)和成本更低的替代方案，以滿足未來的儲能應用。然而，最有前途的 RZMB 電解質(zhì)通常是水性的，需要高濃度的鹽才能將效率提高到商業(yè)上可行的水平，并減輕水引發(fā)的寄生反應，包括析氫和腐蝕?；诜撬軇┑碾娊赓|(zhì)有望避免這些問題，但使用除水以外的溶劑進行的全電池性能演示非常有限。為了應對這些挑戰(zhàn)，我們研究了 MeOH 作為替代電解質(zhì)溶劑。這些基于 MeOH 的電解質(zhì)在很寬的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出出色的 Zn 可逆性，庫侖效率 > 99.5%，超過 1,800 小時沒有電池短路行為。更重要的是，這種卓越的性能很好地轉(zhuǎn)化為 Zn || 無金屬有機陰極全電池，在 -40 C 下 > 800 次循環(huán)后的容量衰減< 6% 。
MeOH 基電解質(zhì)的體積和傳輸特性
MeOH 基電解質(zhì)中的鋅金屬陽極電化學可逆性
鋅金屬陽極的后循環(huán)分析。
基于 MeOH 的電解質(zhì)的全電池性能演示
論文信息
論文題目：Highly reversible Zn metal anode enabled by sustainable hydroxyl chemistry
通訊作者：Lin Ma，Oleg Borodin ,Chao Luo，Kang Xu
通訊單位：陸軍研究實驗室、喬治梅森大學化學與生物化學系
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