金属Zn具有高理论容量(820 mAh g-1),高丰度,低毒性和高安全性的固有优势,能够推动了可再充电Zn电池的蓬勃发展。但是,缺少高压电解质和正极材料将电池电压大部分限制在2 V以下。此外,Zn枝晶的形成和Zn负极较差的可充电性阻碍了Zn电池的长期运行。
德累斯顿工业大学冯新亮等人设计了一种高压耐用的锌石墨电池,该电池的电解质是含LiPF6的混合电解质。LiPF6的存在可有效抑制锌电解质的负极氧化,并致使具有4V(vs Zn / Zn2+)的超宽电化学稳定性窗口。在混合电解质中,可实现无枝晶状电镀/剥离锌和可逆的双阴离子嵌入石墨正极。所得的Zn-石墨电池可以在2.8 V的高电压下稳定工作,其中点放电电压为2.2 V。在高充放电倍率下经过2000次循环后,库伦效率达到了100%,实现了97.5%的高容量保持率。
Gang Wang, Benjamin Kohn, Ulrich Scheler, Faxing Wang, Steffen Oswald, Markus Löffler, Deming Tan, Panpan Zhang, Jian Zhang, Xinliang Feng, A High‐Voltage, Dendrite‐Free, and Durable Zn–Graphite Battery, Adv. Mater., 2019.
DOI: 10.1002/adma.201905681
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905681