近日，东北年夜学副教授宋禹团队于水系锌硫电池研究中取患上主要突破。他们接纳共溶剂战略，调控锌离子于电解液中的溶剂化结构，促成溶剂化锌离子与硫正极间相互作用，进而加速硫正极的另有原反映动力学。相干结果发表在J. Am. Chem. Soc.。
水系锌-硫电池具有高宁静、低成本、高容量等特色，于年夜规模储能领域极具运用潜力。然而，因为硫的导电性差、电池固-固反映动力学迟缓，电解液中的水份子易分化，致使电池放电电压低、轮回稳定性差，拦阻实在际运用。
本事情中，团队起首以N,N-二乙基甲酰胺（DEF）作为共溶剂研究模子，形成[Zn(H2O)5DEF]2+溶剂化结构加速硫电极-电解液界面反映动力学。此外，因为DEF的强给电子效应，增强了硫电极的固有电子导电性。DEF提供的电子盘踞硫金年金字招牌(jinnian)诚信至上-原子的反键轨道，增长其电子云密度并引发原子间静电排斥，削弱S-S键相互作用，从而促成硫快速转化为ZnS。所组装的锌-硫电池实现了0.8 V的稳定放电平台以和1583 mAh g-1的高比容量，颠末2000次轮回后容量连结率为85%。团队另有组装了Ah级软包电池，乐成举行看法验证，电池性能优在以往文献报导的水系锌硫电池。同时，团队联合机械进修与电化学性能测试结果，对于18种有机共溶剂举行研究。初次提出供体数及最高盘踞份子轨道能级是推测电池性能的要害描写符。借助此描写符，可快速筛选高性能水系锌硫电池共溶剂，显著提高研发效率。
本事情提出了一种共溶剂战略，为高性能水系锌硫电池电解液设计提供有用工具。
相干论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c06710
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