離子液體破解水性鋅有機(jī)電池商業(yè)化瓶頸_離子液體【默尼離子液體定制】

水性鋅有機(jī)電池（AZOBs）憑借低成本、環(huán)境友好、高安全性的優(yōu)勢(shì)，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具備廣闊應(yīng)用前景，但其商業(yè)化仍面臨瓶頸 —— 鋅枝晶不可控生長(zhǎng)、副反應(yīng)劇烈、有機(jī)正極材料溶解等問(wèn)題，會(huì)直接導(dǎo)致電池循環(huán)壽命與庫(kù)侖效率下降，嚴(yán)重制約實(shí)際應(yīng)用。 

電解質(zhì)添加劑工程是改善電池性能的有效策略。針對(duì)鋅負(fù)極，添加劑可通過(guò)調(diào)控溶劑化結(jié)構(gòu)、優(yōu)化電極 - 電解質(zhì)界面、引導(dǎo)鋅沉積形貌發(fā)揮作用。離子液體（ILs）因高熱穩(wěn)定性、低揮發(fā)性、可調(diào)的離子配位能力，被視為可同時(shí)抑制鋅枝晶生長(zhǎng)與副反應(yīng)的多功能添加劑，但現(xiàn)有研究多聚焦單一電極的穩(wěn)定，忽略了兩極界面的協(xié)同調(diào)控需求。

針對(duì)上述問(wèn)題，廈門大學(xué)田中群、田景華、王海龍團(tuán)隊(duì)提出了基于多功能離子液體添加劑的雙向界面工程策略，將自主設(shè)計(jì)的 1 - 丁基 - 2,3 - 二甲基咪唑氯鹽（BDMIMCl）引入 ZnSO4 電解液，通過(guò)簡(jiǎn)單的電解質(zhì)改性，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋅負(fù)極與聚苯胺（PANI）正極的協(xié)同調(diào)控。 

研究首先驗(yàn)證了 BDMIMCl 對(duì)電解液物化性質(zhì)的優(yōu)化效果：拉曼光譜顯示，該添加劑顯著改變了 Zn2+-SO42 - 配位環(huán)境（圖 1b-c）；分子動(dòng)力學(xué)模擬證實(shí) Cl - 成功進(jìn)入 Zn2 + 溶劑化鞘層（圖 1d-e）；LSV 測(cè)試表明電解液電化學(xué)窗口顯著拓寬（圖 1f），證明 BDMIMCl 可有效優(yōu)化電解液的溶劑化結(jié)構(gòu)與電化學(xué)穩(wěn)定性。

綜上，本研究提出了基于多功能離子液體添加劑 BDMIMCl 的雙向界面工程策略，通過(guò)同步穩(wěn)定鋅負(fù)極與聚苯胺正極，有效抑制了枝晶生長(zhǎng)與電極副反應(yīng)，優(yōu)化了電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，顯著提升了水性鋅有機(jī)電池的循環(huán)穩(wěn)定性與倍率性能，為高性能、長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)提供了新思路。

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