由于H2O活性较高，锌电池中的水系电解质表现出狭窄的电化学窗口和不可避免的析氢反应，限制了阳极利用率和高电压下的性能。碳酸酯是锂离子电池中成熟的电解质溶剂，具有非质子传递特性和高阳极稳定性。然而，由于锌盐在碳酸酯中的溶解度较低，其在锌金属电池中的应用受到限制。
近日，复旦大学王永刚教授报道了碳酸酯基电解液采用新型 Zn(BHFip)2 盐，为实现锌电池的高锌阳极利用率和优异的高电压性能提供了有效的策略。
文章要点
1）关键在于新型的BHFip−阴离子，它可以帮助在Zn金属阳极上形成Zn2+导电SEI，实现可逆的Zn电镀/剥离行为。此外，它可以在高压正极表面分解并生成保护性CEI层，有利于稳定的循环性能。
2）因此，锌金属阳极在125小时内实现了高达91%的锌利用率，这在之前很少有报道。此外，Zn-LMO全电池在0.1 C下具有135次循环的稳定循环性能，N:P低至1:1。当与 LNMO 阴极结合时，Zn// LNMO 全电池在整个循环寿命中表现出超过 2.2 V 的高放电中压，其中 82% 的总容量由高压平台（高于 2 V）贡献。
成本低廉、合成容易、电极友好的Zn(BHFip)2盐为未来锌金属电池的实际应用迈出了重要一步。
参考文献
Kang Zhou, et al, Carbonate Ester-Based Electrolyte Enabling Rechargeable Zn Battery to Achieve High Voltage and High Zn Utilization, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c02150
https://doi.org/10.1021/jacs.4c02150
