三乙胺添加剂驱动的溶解结构调节和接口吸附用于演变抑制的宽温度水性气电池
Sha Jianchun1, Wang Qiang1, Li Xue1
1Key Lab of Electromagnetic Processing of Materials, Ministry of Education, Northeastern University, Shenyang 110819, China; Engineering Research Center of Advanced Materials Preparing Technology, Ministry of Education, Northeastern University, Shenyang 110819, China.
Journal of colloid and interface science
|June 14, 2025
概括
三乙胺 (TFA) 通过抑制腐蚀和演变来增强水性空气电池. 这种添加剂提高了电池的寿命和电压,使其能够在广泛的温度范围内稳定运行,从而实现可持续的能源存储.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 水性空气电池 (AMAB) 提供可持续的储能潜力.
- 无法控制的 (Mg) 腐蚀导致进化和块效应,限制了AMAB的性能.
- 开发有效的策略来缓解Mg腐蚀对于推进AMAB技术至关重要.
研究的目的:
- 引入三乙胺 (TFA) 作为AMABs的多功能电解质添加剂.
- 研究AMAB中TFA的双溶解-接口调节机制.
- 为了提高AMAB中的Mg阳极的稳定性,效率和寿命.
主要方法:
- 对TFA对Mg腐蚀和溶解的影响的理论和实验分析.
- 用含有TFA的电解质对Mg阳极和Mg空气电池进行电化学测试.
- 在Mg表面形成的固体电解质间相 (SEI) 的表征.
主要成果:
- TFA重建了Mg2+溶解层,减少了自由水的活动,并削弱了键网络.
- 在Mg表面上,TFA形成了一种保护性SEI,抑制了57%的演化反应 (HER),并促进了平面Mg剥离.
- 优化的TFA电解质 (0.2M) 实现了70.6%的Mg阳极利用率,将电池寿命延长到145.61小时 (2.3倍改进),并实现了1.84V的高放电电压.
- 经过TFA修改的电池在-20°C和50°C下表现出色,功率密度为2271.19mWh·g-1在10mA·cm-2下.
结论:
- 通过双重调节,TFA有效地抑制了AMAB中的Mg腐蚀和演变.
- TFA显著提高了Mg阳极利用率,电池寿命和工作电压.
- 开发的电解质添加剂表现出异常广泛的温度适应性,为耐用和高性能多价值金属空气电池铺平了道路.


