水系碱性Zn-Mn、Zn-Ni体系具有高能量密度、功率密度,安全、环保且低成本,已经有较大的应用市场。但受限于负极侧的锌金属在强碱环境中的自发产气、溶解等难以完全克服的难题,尽管碱性锌电体系的产生已有一百多年的历史,但目前仍面临循环寿命短的问题。
经典的反应历程是Zn金属在碱性环境中会经历固-液-固反应,其中第二步的固相副产物ZnO和Zn(OH)2会钝化Zn金属,加剧电池的失效。这篇工作在电解液中引入Br-,由于Zn2+优先与Br-发生结合,生成了高溶解度的ZnBrx2-x物种,改变了传统的Zn2+在强碱中的配位环境,避免了副产物的生成,提高了Zn金属在碱性环境中的可逆性,使得Zn-Mn全电池体系能在0.5 A g-1的电流密度条件下,稳定循环近500圈。

文章链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202207397
(吕泽恒)