阿斯巴甜赋予了基于ZnO的自我愈合的固体电解质接口膜,用于长周期和宽温度水性Zn离子电池
Yunyu Shi1, Yingkang Liu1, Ruirui Chang1
1School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha, 410083, People's Republic of China.
Nano-micro letters
|May 12, 2025
概括
阿斯巴甜胺添加剂在阳极上产生了自我愈合的保护层,显著改善了水性离子电池的性能和稳定性. 这一突破提高了电池的效率和耐用性,可以在各种温度下使用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 水性离子电池 (AZIB) 面临金属阳极的挑战,包括进化和树突沉积,导致库伦比效率低和周期稳定性差.
- 开发一种稳定的固体电解质介相 (SEI),具有强烈的亲和力和抗水性,对于克服这些局限性至关重要.
研究的目的:
- 在阳极上使用阿斯巴甜 (APM) 作为电解质添加剂,设计一种基于ZnO的自我愈合的SEI膜.
- 调查APM对SEI稳定性,沉积和AZIB整体性能的影响.
主要方法:
- 使用阿斯巴甜 (APM) 作为一种多功能电解质添加剂,在电极表面形成基于ZnO的SEI.
- 利用APM的疏水性和性特性,在循环Zn/剥离过程中促进SEI的动态自我愈合.
- 对ZnCu细胞,ZnNH4+-V2O5全细胞和ZnZn细胞进行电化学测试,以评估性能指标.
主要成果:
- 自愈的基于ZnO的SEI显著提高了接口稳定性,并抑制了阳极的水腐蚀.
- ZnCu电池表现出高库伦比效率 (>99.59%超过1000个循环) 和稳定的 Zn /剥离.
- 完整的ZnNH4+-V2O5电池实现了150mAhg-1的特定容量,在1750个循环后保持了77.8%的容量.
- ZnZn电池表现出极好的高温适应性,即使在85.2%的放电深度下,在-5至40°C的温度下也能有效运行.
结论:
- 多功能APM添加剂有效中介腐蚀抑制和界面稳定,导致自我愈合的SEI.
- 这种方法使得无树和可充电的AZIB具有更高的性能和耐用性.
- 该研究提出了一个简单的战略,用于推进AZIB储能系统.
