Eutectic Electrolyte with Unique Solvation Structure for High‐Performance Zinc‐Ion Batteries

电解质 材料科学 共晶体系 溶剂化 电化学 乙二醇 阳极 化学工程 无机化学 化学 分子 物理化学 冶金 有机化学 电极 微观结构 工程类
作者
Lishan Geng,Jiashen Meng,Xuanpeng Wang,Chunhua Han,Kang Han,Zhitong Xiao,Meng Huang,Peng Xu,Lei Zhang,Liang Zhou,Liqiang Mai
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:61 (31) 被引量:208
标识
DOI:10.1002/anie.202206717
摘要

Zinc-ion batteries (ZIB) present great potential in energy storage due to low cost and high safety. However, the poor stability, dendrite growth, and narrow electrochemical window limit their practical application. Herein, we develop a new eutectic electrolyte consisting of ethylene glycol (EG) and ZnCl2 for dendrite-free and long-lifespan ZIBs. The EG molecules participate in the Zn2+ solvation via coordination and hydrogen-bond interactions. Optimizing the ZnCl2 /EG molar ratio (1 : 4) can strengthen intermolecular interactions to form [ZnCl(EG)]+ and [ZnCl(EG)2 ]+ cations. The dissociation-reduction of these complex cations enables the formation of a Cl-rich organic-inorganic hybrid solid electrolyte interphase film on a Zn anode, realizing highly reversible Zn plating/stripping with long-term stability of ≈3200 h. Furthermore, the polyaniline||Zn cell manifests decent cycling performance with ≈78 % capacity retention after 10 000 cycles, and the assembled pouch cell demonstrates high safety and stable capacity. This work opens an avenue for developing eutectic electrolytes for high-safety and practical ZIBs.
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