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Hydrogen Bond Network Regulation in Electrolyte Structure for Zn‐based Aqueous Batteries

材料科学 电解质 水溶液 氢键 溶剂化 阳极 锂(药物) 网络结构 化学物理 溶剂 纳米技术 分子 计算机科学 物理化学 有机化学 电极 化学 医学 机器学习 内分泌学
作者
Dawei Sheng,Xiaoxu Liu,Zhuo Yang,Man Zhang,Yang Li,Peipei Ren,Xueru Yan,Zexiang Shen,Dongliang Chao
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (37) 被引量:17
标识
DOI:10.1002/adfm.202402014
摘要

Abstract Electrolyte regulation in Zn‐based aqueous batteries (ZABs) has been extensively reported, and a broad range of strategies has been proposed. However, there is currently a lack of systematic summaries and a comprehensive understanding of the impact of hydrogen bond (H‐bond) networks on electrolyte performance. This work presents the electrolyte structure model, encompassing solvation structure, electrolyte/Zn anode interface, and H‐bond network. Through emphasizing and summarizing the reconstruction, strengthening, and breaking of the H‐bond network within the electrolyte structure, various specific regulation strategies are identified, such as high Gutmann donor number solvent, organic co‐solvent, molecular crowding additives, structure‐breaking ions, and solid‐state design. A critical appraisal is then provided on the key performance metrics influenced by these regulation methods, including Coulomb efficiency, voltage hysteresis, freezing point, and lifespan. This work is expected to illustrate electrolyte structure design to improve the comprehensive performance of ZABs. Last, a data‐driven summary and outlook on hydrogen bond network regulation in electrolyte structure is provided, to objectively evaluate the overall performances of ZABs.
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