枝晶生长、有限的库仑效率(CE)和高压电解质的缺乏限制了锌电池和电容器的商业化。

达姆施塔特工业大学Michael Ruck等使用基于锌(II)-甜菜碱络合物[Zn(bet)₂][NTf₂]₂的新电解质解决了这些问题。

本文要点：

（1）

乙腈(AN)溶液可避免枝晶形成。Zn||Zn电池在0.2 mA cm^–2下稳定运行10110小时(5055次循环)或在50 mA cm^–2下稳定运行110小时，在80%放电深度下的面积容量为113 mAh cm^–2。锌-石墨电池在2.6 V下工作，中点放电电压为2.4 V，在3 A·g⁻¹ (150 C)下，1000次循环后的容量保持率为97%，10000次循环后的容量保持率为68%。

（2）

以阴极为基准，在功率密度为6864 W·kg^-1时，在3.0 A·g^-1下充电/放电时间约为24秒，能量密度约为49 Wh·kg^-1。锌活化炭离子电容器的工作电压窗口为2.5 V，能量密度为96 Wh·kg^-1，在0.5 A·g⁻¹下的功率密度为610 W·kg^-1。在12 A·g⁻¹时，达到36 Wh kg^-1和13600 W kg^-1，10000次循环后容量保持率为90%,平均CE为96%。量子化学方法和振动光谱显示[Zn(bet)₂(AN)₂]²⁺是电解质中的主要配合物。

参考文献:

Chen, P., Sun, X., Pietsch, T., Plietker, B., Brunner, E. and Ruck, M. (2022), Electrolyte for High Energy- and Power-density Zinc Batteries and Ion Capacitors. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2207131.

DOI: 10.1002/adma.202207131 

https://doi.org/10.1002/adma.202207131