水系锌离子电池（ZIBs）的循环寿命受到正极溶解、水反应和锌枝晶等问题的严峻挑战。

近日，澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授，Jianfeng Mao报道了通过调节电解质溶剂化结构，可以同时解决电极和电解质的面临的上述问题。

文章要点

1）阻燃性磷酸三乙酯（TEP）是一种在非水/水系混合电解质中具有极强溶解能力的助溶剂。研究发现，TEP的供体数（26 kcal mol⁻¹）高于H₂O（18 kcal mol⁻¹），因此更倾向于在Zn²⁺周围形成TEP占据的内溶剂化鞘层，并与H²O形成较强的氢键。而TEP配位的电解质结构可以抑制H₂O与V₂O₅的反应，并在锌负极上形成牢固的聚合物-无机界面（聚ZnP2O6和ZnF2），有效地阻止枝晶生长和寄生性水反应。

2）实验结果显示，基于优化的电解质，Zn/Cu电池具有高达99.5%的平均库仑效率，同时，具有低容量比Zn：V₂O₅（2：1）和稀电解液（11.5 g Ah⁻¹）的全电池在5 A g⁻¹下循环1000次以上的可逆容量为250 mAh g⁻¹。

这项研究展示了一种电解质调节策略在开发高性能和实用的ZIBs中的应用前景。

参考文献

Sailin Liu, et al, Tuning the Electrolyte Solvation Structure to Suppress Cathode Dissolution, Water Reactivity, and Zn Dendrite Growth in Zinc-Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202104281

https://doi.org/10.1002/adfm.202104281