在大规模储能应用中，具有低成本、易于制造、安全且环保的可充电水系锌离子电池被视为锂离子电池的实用替代品。然而，由于金属锌负极在弱酸性电解液中的较差的可逆性，水系锌离子电池还无法满足市场需求。抗溶剂沉淀是基于配位化学和抗溶剂效应的综合作用，用于药物、聚合物和钙钛矿的结晶。
近日，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授，伍伦贡大学郭再萍教授报道了一种实用且低成本的抗溶剂方法在分子水平上调节ZnSO4电解质以提高Zn的化学可逆性。
文章要点
1）通过将甲醇添加到ZnSO4电解质中（Anti-M-50%），Zn2+溶剂化鞘中的自由水和配位水会逐渐与抗溶剂相互作用，从而使水活度最小化并削弱Zn2+溶剂化，析氢和副产物Zn4SO4(OH)6·xH2O得到有效抑制。此外，原位光学显微镜记录的视频证实，在Anti-M-50%中实现了无枝晶Zn沉积。
2）实验结果显示，在25°C下，Anti-M-50%电解液中Zn电极的平均CE显著高于在2 M ZnSO4电解液中的平均CE，分别为99.7%和96.6%。重要的是，这种低成本的策略可以用于其他溶剂，包括乙醇和正丙醇。此外，在-20 °C和60 °C的恶劣条件下，Zn电极在Anti-M-50%电解液中均表现出较高的电镀/剥离性能。同时，这种低成本的抗溶剂电解液也使得Zn/PANI纽扣电池和软包电池具有极高的可逆容量和循环稳定性。
参考文献
Junnan Hao, et al, Boosting Zn electrode reversibility in aqueous electrolyte using low-cost antisolvents, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202016531
https://doi.org/10.1002/anie.202016531
