材料学院在国际顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》上发表论文

作者:尹丽 部门审稿人:李瑞峰 杨海涛 摄影: 视频: 单位:材料科学与工程学院 发布时间:2024-04-26 投稿时间:2024-04-26 点击量:566

近日,材料科学与工程学院2021级硕士研究生丁宇为第一作者,尹丽博士为第一通讯作者,开云网页版登录入口-开云(中国)为第一通讯单位,在材料领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》(自然指数期刊,影响因子19.41)发表高水平研究论文“A Trifunctional Electrolyte Enables Aqueous Zinc Ion  Batteries with Long Cycling Performance,杭州电子科技大学杨涛副教授、澳大利亚阿德莱德大学Zhang Shilin研究员为共同通讯作者(https://doi.org/10.1002/adfm.202314388)。

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水系锌离子电池由于其优异的性能有望成为锂电池的替代系统。然而,锌负极中的析氢副反应和枝晶生长等问题,使得水系锌离子电池的实际商业化发展面临严峻挑战。虽然引入电解质添加剂大有可为,但单功能添加剂只能从单一方面为锌阳极提供有限的保护。基于此,本论文设计了一种由琥珀酸二钠(SADS)和 2 M ZnSO4组成的三官能电解液,其中SADS可在锌表面建立疏水和亲锌双电层结构,调节 Zn2+的溶剂化结构,并在循环过程中充当 pH 缓冲剂;同时,琥珀酸阴离子通过与锌负极表面的强吸附作用形成贫水层,从而诱导锌沿(002)晶面优先沉积。因此,在含 SADS 的电解液中,锌负极实现了无枝晶化,耐腐蚀性增强,电化学稳定性窗口扩大,从而实现了超过 2200 小时的稳定循环。与 MnO2一起使用的全电池在循环 1000 次后仍能保持 80% 的容量。此外,SADS 还分别在 Zn||NVO  Zn||I2 全电池中显示出更强的循环稳定性。这项工作提供了一种低成本、多功能的电解质添加剂,促进了高性能水系锌离子电池的开发。

(撰稿:尹丽 初审:程鹏 二审:程珉 终审:周春燕 编辑:程鹏)

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