近日，河南工业大学材料科学与工程学院张猛教授团队受国际著名期刊《Journal of Energy Chemistry》（中科院一区TOP，影响因子14）邀请，发表题为《Multifunctional hybrid additive regulating solvation structure for dendrite-free and long-cycle-life zinc-ion batteries》的研究论文。张猛教授，王梦蕾副研究员以及林雪平大学余良浩博士后为通讯作者，研究生胡博优为第一作者，河南工业大学为第一署名及通讯单位。
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随着可再生能源的快速发展，开发低成本、高安全性的储能技术成为全球关注焦点。水系锌离子电池因具备高理论比容量（819 mAh g−1）、环境友好、成本低廉等优势，被视为大规模储能系统的理想候选。然而，锌负极在循环过程中易产生枝晶，发生析氢反应（HER），导致电池性能衰减，严重制约其实际应用。该研究使用香草醛与二甲基亚砜（DMSO）为复合电解质添加剂，加入三氟甲烷磺酸锌(Zn(OTf)2)当中。香草醛的加入提高了Zn(OTf)2的溶解度，导致锌离子扩散速率增加，电池电阻降低，电化学窗口扩大(为纯Zn(OTf)2电解液的三倍左右)。DMSO的加入改变了Zn2+的溶剂化鞘，减少了初级溶剂化鞘中的水分子数量，增加了OTf−分子的数量，从而抑制了HER，使得Zn||Zn电池在1.0 mA cm−2/1.0 mA h cm−2下的循环寿命超过4000小时。研究团队进一步将混合添加剂应用于Zn||CNVO全电池，在1.0 A g−1电流密度下循环900次后仍保持100 mAh g−1以上的比容量，展现出优异的应用前景。
该项工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.02.060
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