高熵溶剂化锌电解液

锌负极3500小时不失效

通过提高Zn²⁺溶剂化结构熵值，同时实现快速离子传输和均匀沉积，抑制枝晶与副反应

Xie, Bin · Haoran, Lang · Li, Min · 郑荞佶 · 霍瑜 · Dunmin, Lin · Chaohe, Zheng · 谭欣 · Hu Qiang · Jingxin, Zhao · Zhao, Jingxin · Yang, Jialin · 谷振一 · Wu, Xing Long

Energy and Environmental Sciences 2024

具体参数

循环寿命（Zn||Zn对称电池）

{'zh': '3500', 'en': '3500'} h

累计沉积容量

{'zh': '8.75', 'en': '8.75'} Ah cm⁻²

Zn²⁺迁移数

{'zh': '0.65', 'en': '0.65'}

技术优势

超高循环稳定性

高熵溶剂化结构诱导形成低自由能的离子簇，削弱Zn²⁺与水分子的相互作用，抑制析氢等副反应并实现均匀沉积，从而大幅延长循环寿命。

快速离子传输

通过提高溶剂化结构熵值，降低了溶液中离子间的静电作用，促进Zn²⁺快速传输，迁移数高达0.65。

实用化高安全设计

采用水系电解液，从根源上避免有机电解液的易燃问题，同时通过抑制枝晶和副反应，提升电池安全性。

应用场景

• 水系锌金属电池：直接用作锌金属电池电解液，替代现有低性能电解液。
• 高安全储能：水系体系避免有机电解液燃烧风险，枝晶抑制进一步提升安全性。
• 长寿命电池设计：通过高熵溶剂化实现超长循环，满足长寿命电池设计需求。
• 柔性锌电池：高安全性水系电解液适配可穿戴等柔性应用场景。