【锌电池】PNAS：高度可逆金属锌负极

可充电锌金属电池（RZMB）被认为是一种重要的技术，它可以消除锂基化学产品（锂离子电池体系）带来的供应链和成本危机，并同时在储能性能方面不落下风。然而，由于金属锌在电池环境中的不可逆性和较低的利用率，目前的锌金属电池局限在低于1mAh/cm ² 的浅循环条件下。近日，美国陆军实验室Lin Ma、Chao Luo以及许康等通过简单的可持续羟基化学实现了对含锌电解液的溶剂化结构的调控和界面化学的改善。

文章要点

1） 研究人员研究了一整类与羟基界面化学相关的非水质子性溶剂，这些溶剂主要是醇类溶剂，比如甲醇。这些醇类溶剂可以通过细菌分解甲烷而具备可再生性。Zn ²⁺ 的溶剂化结构可以调控锌盐（Zn(OTf) ₂ )在甲醇中的浓度来实现，进而对离子配对程度和OTf ^- 阴离子的分解产生影响。

2） 研究人员还发现，尽管锌盐浓度的变化会导致界面化学和界面厚度的差异，但是在2.5mA/cm ² 的电流密度和2.5mAh/cm ² 的沉积量的循环条件下，各种不同浓度的电解液都能够在50%的金属锌利用率下实现高达99.5%的库伦效率和超过1800小时的长期稳定性。这显然表明了醇溶剂在确保高锌可逆性方面所起的关键作用，以及从昂贵的盐中获得成本独立的受欢迎趋势。

参考文献

Lin Ma et al, Highly reversible Zn metal anode enabled by sustainable hydroxyl chemistry, PNAS, 2022

DOI: 10.1073/pnas.2121138119

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2121138119