福州大学ESM：界面过程控制实现无枝晶锌离子电池
水系锌离子电池中锌金属的界面反应复杂且不稳定，电解质的加速消耗和局部pH的变化容易造成了树状枝晶的快速生长以及副反应发生。这一问题会对电池不可避免的危害，阻碍了锌离子电池的发展。使用电解质添加剂稳定锌金属表面是一种简单有效的方法，因此探索稳定有效的添加剂，以及解决枝晶和副反应问题的基本原理就尤为重要。为加速锌离子电池发展，构建更加有效的添加剂，完善对添加剂作用过程的基本认识是十分重要的。
近日，福州大学材料科学与工程学院于岩（点击查看介绍）、杨程凯（点击查看介绍）团队针对以上问题，通过引入十八冠六醚（18C6）作为电解质添加剂构建电解质体系，研究界面处溶剂化结构与电荷转移模式，构造稳定水系锌离子电池。经研究，在电化学过程中，通过十八冠六醚独特的构型限制效应将Zn2+，并吸附在金属锌表面，调节Zn2+溶剂化结构，Zn2+优先与18C6形成一个独特的稳定的溶剂化结构，沉积均匀，并且提高了溶剂化结构的电导率，使电荷更容易在电极表面转移，副反应减少。
通过电化学测试分析，18C6可以与金属离子形成稳定的络合，调节电沉积行为，并抑制析氢。
文章利用DFT和AIMD理论计算进行动力学模拟，描述动力学过程。在理论分析的基础上，组装的全电池、锌锌对称电池和锌铜电池均表现优越的性能，说明十八冠六起到了重要作用。
该文章发表在国际知名期刊Energy Storage Materials 上，第一作者为福州大学材料科学与工程学院研究生李睿、李猛超，通讯作者为杨程凯、于岩老师。
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