双电解液添加剂增强水系锌离子电池Zn负极性能

本研究采用DMSO和PDDA双添加剂优化ZnSO4电解液，显著抑制锌枝晶、腐蚀与析氢，提升Zn负极稳定性。Zn||Zn对称电池循环寿命提升超3倍；Zn||NVO全电池850圈后容量保持率77.8%，远高于基准组40.44%。

水系锌离子电池(AZIBs)凭借其本身固有的高安全性和低成本特性,已成为极具应用潜力的储能技术之一.然而,锌负极的副反应(包括枝晶生长、表面腐蚀和钝化)导致其循环寿命较差,限制了水系锌离子电池的发展.因此,本研究以二甲亚砜(DMSO)和聚二烯二甲基氯化铵(PDDA)作为电解液添加剂,加入2 mol·L-1 ZnSO4(ZSO)中.DMSO+PDDA能够减少锌负极界面的析氢和腐蚀,有效提升锌负极性能.实验结果显示,相比于在ZnSO4(ZSO)电解液中的电池,使用ZSO/DMSO+PDDA电解液的Zn||Zn对称电池在1 mA·cm-2和1 mAh·cm-2的条件下能够循环超200 h,远超在ZSO电解液中的60 h;在放电深度为34.2％、10 mA·cm-2和10 mAh·cm-2的条件下能够循环超过60 h(在ZSO中为10 h).使用NaV3O8·1.5H2O(NVO)为正极材料组装的Zn||NVO全电池在1 A·g-1的电流密度下循环850圈后,容量保持率为77.8％,远高于在ZSO电解液中的40.44％.因此,添加DMSO和PDDA能够有效提高水系锌离子电池的循环稳定性.