基于严重阻碍水系锌离子电池发展的枝晶生长和副反应等问题,复旦大学晁栋梁教授和安徽师范大学濮军副教授等以调节水分子活性为研究对象,介绍了通过电解质工程来实现抑制水系锌离子电池中枝晶生长和副反应的策略,从不同的角度总结了提高锌金属阳极性能的各种方法。
水系锌离子电池以其低成本、高安全性、环境友好等优点引起了人们的广泛兴趣,成为二次电池领域的热点。但与锌阳极相关的挑战,例如与水性电解质中自由水分子的高活性相关的枝晶生长和副反应,严重阻碍了水系锌离子电池的发展。近年来,旨在调节水分子活性的策略已被证明可以有效地解决上述问题。然而,从水分子活性管理的角度,缺乏关于电解质工程和稳定锌阳极的功能机制的系统总结。
最近,复旦大学晁栋梁教授和安徽师范大学濮军副教授合作撰写的综述文章全面介绍了通过电解质工程调节水分子活性以实现抑制水系锌离子电池中枝晶生长和副反应的策略。包括水系锌金属阳极相关挑战的起源以及技术和电解质添加剂的发展。重点总结了通过构建疏水界面、调节溶剂化结构、重构氢键等方法抑制水分子的活性,将水分子与金属锌隔离。并通过调节电解质的pH和浓度使水分子重新定位,来减轻枝晶生长和副反应发生的问题。从不同的角度描述了提高锌金属阳极性能的各种策略。这篇报道呈现了水系锌离子电池阳极保护的最新进展并展望了电解质技术的未来创新。
论文第一作者为安徽师范大学的檀蕴,通讯作者为濮军副教授和晁栋梁教授。详见:Tan Y, Pu J, Li H, Chao D. Water molecular activity management towards stable Zn anodes. Sci China Chem, 2024, 67, https://doi.org/10.1007/s11426-024-2098-6. 本文将收录于“2024 Emerging Investigator Issue”。
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