东北大学/燕山大学JACS：共溶剂策略提升水系锌硫电池性能
能源学人
2025-07-29 11:40
文章摘要
本研究针对水系锌硫电池在实际应用中面临的硫极低电导率和缓慢固-固转化动力学以及Zn2+溶剂化结构导致的副反应问题，提出了一种共溶剂策略。通过在ZnSO4电解液中引入N,N-二乙基甲酰胺（DEF），调控水合锌离子溶剂化结构，形成[Zn(H2O)5DEF]2+，解决了动力学瓶颈与副反应问题。研究结合实验、分子动力学、DFT及机器学习，揭示了共溶剂策略的重要作用。结果表明，DEF的引入显著提升了电池的电化学性能，放电平台跃升至0.8V，极化电压降低至0.32V，并在高负载量下实现了16.6 mAh cm-2的面积容量。此外，研究还识别出溶剂DN值和HOMO能级作为选择高性能共溶剂的关键描述符。
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