环糊精（CDs）具有疏水的内腔和亲水的外表面，具有良好的电化学应用前景。

近日，南开大学程方益教授报道了Cd分子（α-，β-和γ-CD）作为锌二次电池电解液添加剂的比较和机理研究。

文章要点

1）α-CD的加入到ZnSO₄溶液，降低了镀锌层的成核过电位和活化能，抑制了氢气的生成。

2）计算、光谱和电化学研究表明，α-Cd通过二次羟基优先平行吸附在Zn表面，抑制了水诱导的析氢副反应和氢氧化物硫酸盐的生成。此外，具有强电子密度的α-CD的亲水外表面同时促进Zn²⁺沉积和抑制Zn枝晶的形成。

3）配制的3 M ZnSO₄ + 10 mM α-CD电解液可在1mA cm^-2的电流密度下在Zn|Cu电池中实现均匀的Zn电镀/剥离（平均库仑效率为99.90%），在Zn|V₂O₅全电池中，800次循环后容量保持率高达84.20%。

这项研究提供了使用超分子大环来调节和增强水基电池化学中金属负极的界面稳定性和动力学的见解。

参考文献

Kang Zhao, et al, Boosting the Kinetics and Stability of Zn Anodes in Aqueous Electrolytes with Supramolecular Cyclodextrin Additives, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c00551

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00551