EnSM：超低水活性电解液赋予钒基锌离子电池超过30000次的耐用寿命

Nanoyu

2022-09-30

高比容量的钒基正极材料在水基锌离子电池中得到了人们广泛的关注。目前，钒基正极发展的主要障碍是钒的溶解、结构退化、正极电解液中间层(CEI)的不稳定性和水溶液中的寄生反应。

近日，中科院上硅所Yu Liu，Cheng Yang首次提出了一种新型的超低水活度电解液来解决所有这些问题。

文章要点

1）研究人员引入了一种开创性的惰性电解液填充剂(磷酸三甲酯)。研究发现，高浓度的ZnCl₂-H₂O团簇被这种电解质填料包围，达到了迄今为止所报道的最低自由溶剂化水组成(2.5%)。超低的水分活度显著抑制了寄生反应和钒的溶解，从而实现了最高的库伦效率(99.98%)。稳定的CEI突破了钒基正极溶解和水穿梭的最大瓶颈。

2）作为概念验证，V₆O₁₃正极在1 A g^-1下循环3 000次后，容量保持率高达99.43%，创造了锌离子电池30000次循环寿命的新纪录（10 A g-1下容量保持率为90.34%），甚至达到了超级电容器的水平（约100000次循环）。

因此，本工作为锌离子电池提供了一种极有前途的超低水活度电解液，赋予钒基负极持久的循环性能。

参考文献

Wenkang Wang , Cheng Yang , Xiaowei Chi , Jiahe Liu ,Bo Wen , Yu Liu , Ultralow-water-activity Electrolyte Endows Vanadium-based Zinc-ion Bat-

teries with Durable Lifespan Exceeding 30 000 Cycles, Energy Storage Materials (2022)

DOI：10.1016/j.ensm.2022.09.027

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.09.027