水系锌离子电池（ZIB）因其低成本和高安全性而成为有前途的大型储能装置。然而，由于电解质中H2O分子的高活性，析氢反应和副反应通常在锌阳极上发生。

近日，南开大学牛志强教授通过选择亲阳离子和亲溶剂阴离子设计了具有抑制游离和溶剂化H₂O分子活性的无添加剂PCA-Zn电解质。

文章要点

1）在这种电解质中，即使在低浓度下也能实现接触离子对和溶剂共享离子对，其中PCA-阴离子与Zn²⁺配位并与溶剂化的H₂O分子结合。同时，PCA-阴离子还诱导游离H₂O分子与其之间形成氢键。因此，游离和溶剂化H₂O分子的活性被有效抑制。

2）此外，由于PCA-阴离子与金属Zn具有很强的亲和力，它们还可以吸附在Zn阳极表面，保护Zn阳极不与H₂O分子直接接触，抑制水引发的副反应的发生。

3）因此，锌阳极的电镀/剥离行为具有高度可逆性，在PCA-Zn电解液中库仑效率可达99.43%。为了说明PCA-Zn电解质的可行性，基于PCA-Zn电解质组装了Zn||PANI全电池，并表现出增强的循环性能。

参考文献

Min Yang, et al, The Construction of Anion-Induced Solvation Structures in Lowconcentration Electrolyte for Stable Zinc Anodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202400337

DOI: 10.1002/anie.202400337

https://doi.org/10.1002/anie.202400337