【锌电】EES：不混溶相分离电解质和界面离子转移电化学使锌/锂混合电池具有3.5V工作电压

近年来，锌电池的低成本和高安全性引起了人们的极大关注。然而，对于传统电解质，锌电池的工作电压通常低于 2V 。以商业锌镍电池（锌 - 质子混合电池）为代表的混合电池使用 H ⁺ 作为电荷载体，以获得高的工作电压和电化学性能。然而，由于阴极窗口狭窄以及阴极材料在碱性电解质中的不相容性，难以制备具有高电化学性能的碱性锌基混合电池。在此， 香港城市大学支春义、 Fan Jun 开发了一种独特的相分离电解质（ PSE ），其由完全不混溶的水相和油相组成。

本文要点：

1)   其中， 碱性水性电解质可以利用锌阳极的低电极电势。 PSE 中的界面离子转移电化学可以进一步将工作电压提高约 0.35 V 。因此，作者开发的锌 / 锂混合电池具有 3.41 V 的平均工作电压和 362.4 Wh kg ^{– 1} 的高能量密度，这接近锂离子电池的电压。

2)   此外， PSE 中的液 - 液界面可以完全阻断锌枝晶的传播，这得益于 Zn ²⁺ 向油相中的完全阻断扩散。具有 LiMn ₂ O ₄ 阴极的锌 / 锂混合电池在 600 次循环中表现出优异的循环性能，库仑效率为 99.6% 。为了进一步证明其实用性，作者制造了阴极质量负载为 18.3 mg cm ^{– 2} 的全电池，并实现了 2.56 V 的高电压和 2.14 mAh cm ^{– 2} 的高面积容量。

参考文献：

Ao Chen et.al Immiscible phase-separation electrolyte and interface ion transfer electrochemistry enable zinc/lithium hybrid batteries with 3.5 V-class operating voltage EES 2023

DOI:  10.1039/D3EE01362F

https://doi.org/10.1039/D3EE01362F

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