在高能水系锌电池的六电子Te转化中,Te0/Te4+氧化还原是主要的容量贡献者。但其动力学缓慢/可逆性差,通常会导致电池容量/寿命大幅降低。摘要:广东工业大学李成超、唐永超等首次报道了一种攻防平衡的策略,以同时解决上述不足。与以往的质子或还原剂调节方案相比,该策略有效地调和了容量与寿命之间的冲突。作为概念验证,电解液中的添加剂级亲核氯离子(Cl−)和还原性葡萄糖(Glu)分别作为Te0/Te4+转化的"
图1. 不同水系锌离子电池的反应路径示意
广东工业大学李成超、唐永超等首次报道了一种攻防平衡的策略,以同时解决上述不足。与以往的质子或还原剂调节方案相比,该策略有效地调和了容量与寿命之间的冲突。作为概念验证,电解液中的添加剂级亲核氯离子(Cl−)和还原性葡萄糖(Glu)分别作为Te0/Te4+转化的"进攻者"和"防御者"发挥了协同作用。Cl−/Glu共添加剂很好地继承了Cl−对Te0/Te4+转化的亲核激励作用,并消除了Cl−诱导的分流亚稳相(γ-TeO2)的形成,实现了Te0/Te4+的深度和高度可逆氧化还原。图2. 电化学性能研究
结果,与不含共添加剂的电解液相比,Te转化的活化能得到降低(61.4 vs. 52.8 kJ mol-1),并有效抑制了活性材料的穿梭。因此,Zn‖Te电池在0.2 A g-1时的体积容量接近理论值(2409 mAh cm-3),寿命比采用传统电解液的电池长15至30倍(4 A g-1时超过5000次循环,每次循环衰减仅为0.15‰)。这项工作为开发其他基于硫族元素转化的水系锌电池开辟了一条新途径。图3. 循环过程中的XRD和XPS表征
Offense-Defense-Balanced Strategy Escorting Tellurium Oxidation Conversion towards Energetic and Long-Life Zn Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202303616
来源:华算科技
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