近日，河南工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張猛教授團(tuán)隊(duì)受?chē)?guó)際著名期刊《Journal of Energy Chemistry》（中科院一區(qū)TOP，影響因子14）邀請(qǐng)，發(fā)表題為《Multifunctional hybrid additive regulating solvation structure for dendrite-free and long-cycle-life zinc-ion batteries》的研究論文。張猛教授，王夢(mèng)蕾副研究員以及林雪平大學(xué)余良浩博士后為通訊作者，研究生胡博優(yōu)為第一作者，河南工業(yè)大學(xué)為第一署名及通訊單位。

論文封面

論文插圖

隨著可再生能源的快速發(fā)展，開(kāi)發(fā)低成本、高安全性的儲(chǔ)能技術(shù)成為全球關(guān)注焦點(diǎn)。水系鋅離子電池因具備高理論比容量（819 mAh g^?1）、環(huán)境友好、成本低廉等優(yōu)勢(shì)，被視為大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的理想候選。然而，鋅負(fù)極在循環(huán)過(guò)程中易產(chǎn)生枝晶，發(fā)生析氫反應(yīng)（HER），導(dǎo)致電池性能衰減，嚴(yán)重制約其實(shí)際應(yīng)用。該研究使用香草醛與二甲基亞砜（DMSO）為復(fù)合電解質(zhì)添加劑，加入三氟甲烷磺酸鋅(Zn(OTf)₂)當(dāng)中。香草醛的加入提高了Zn(OTf)₂的溶解度，導(dǎo)致鋅離子擴(kuò)散速率增加，電池電阻降低，電化學(xué)窗口擴(kuò)大(為純Zn(OTf)₂電解液的三倍左右)。DMSO的加入改變了Zn²⁺的溶劑化鞘，減少了初級(jí)溶劑化鞘中的水分子數(shù)量，增加了OTf^?分子的數(shù)量，從而抑制了HER，使得Zn||Zn電池在1.0 mA cm^?2/1.0 mA h cm^?2下的循環(huán)壽命超過(guò)4000小時(shí)。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將混合添加劑應(yīng)用于Zn||CNVO全電池，在1.0 A g^?1電流密度下循環(huán)900次后仍保持100 mAh g^?1以上的比容量，展現(xiàn)出優(yōu)異的應(yīng)用前景。

該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.02.060

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