2022-05-16
经过几十年的发展，锌基电池具有能量密度高、成本低、环境友好等优点，被认为是一种在储能应用中很有前景的电池系统。然而，锌负极较差的循环性能极大地限制了锌基电池的循环寿命，从而限制了其大规模应用。电解质添加剂已被证明是提高锌负极循环稳定性的最直接策略之一，但添加剂的选择仍然有限。
Figure 1. Rational understanding of the relationship between zinc electroplating/corrosion and the charge/discharge of zinc anode enables long-life and highly-utilized zinc anode for aqueous batteries.
团队博士研究生刘斌基于对电解质中有机添加剂和锌电极的电化学行为的深入研究，系统研究了聚乙烯醇（PVA）和香草醛作为电镀行业的两种典型添加剂在镀锌和锌阳极中的改性效果。结果表明，PVA可以提高阳极的利用率和倍率性能，同时极大地促进锌阳极的腐蚀和形状变化。相反，香兰素的存在可以在循环过程中保持负极的结构，同时阻碍电池的倍率性能。 PVA和香草醛的共同添加使锌负极在循环寿命、倍率性能、活性材料利用率和放电能量保持方面表现出优异的性能。
Figure 2. (a) Charge/discharge profiles of the nickel−zinc batteries with or without organic additives and (b) the relative discharge energy retention, and the (c) charge time variation during the cycles. (d) Rate performance of the nickel−zinc batteries with different electrolytes.
这项工作有力地证明，随着对电解液添加剂作用的深入研究，有望通过共享电镀行业成熟的电解液添加剂来丰富锌基电池的添加剂，这将进一步促进电解液添加剂的发展。此外，还将扩充锌基电池在储能中的应用前景。这一成果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces期刊上，通讯作者为胡文彬教授和钟澄教授。
