第一完成单位!福建农林大学袁占辉/东华大学/内农大Angew | 生物质衍生离子选择性粘结剂调控Zn²⁺溶剂化结构实现水系锌电池高容量正极!
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2026-05-06 08:30
文章摘要
背景:水系锌电池(AZBs)的电化学性能受限于传统疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂,因其与H₂O和Zn²⁺相互作用弱,无法调控水合Zn²⁺的溶剂化结构,限制了正极界面的氧化还原动力学。研究目的:本研究受生物启发,开发一种源自海藻κ-卡拉胶(CAG)的富硫酸盐多糖粘结剂网络,通过建立双离子选择性配位位点(-OSO₃⁻和-OH基团),有效破坏Zn²⁺-H₂O的初级溶剂化壳,加速Zn²⁺去溶剂化动力学,从而提升AZBs正极的容量和性能。结论:采用CAG粘结剂的Zn||Mn₀.₁₅V₂O₅·nH₂O电池在0.6 A g⁻¹下实现了421 mAh g⁻¹的超高容量,比PVDF基电池高76%,且CAG粘结剂在多种正极材料(如MnO₂、V₂O₅和有机物)中具有普适性。该工作为下一代环保型水系电池提供了一种可推广的绿色策略。
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