用于可充电锌电池的超浓碱氢氧化物电解液
材料科学
2024-05-14 v1 化学物理
摘要
可充电锌电池提供安全、廉价的能量存储，但当深度放电以与锂离子电池竞争时，它们受到锌负极寄生反应的困扰。我们应用超浓碱性电解液来抑制两个关键的寄生反应：析氢和 ZnO 钝化。一种含有 15 M KOH 的电解液表现出宽的电化学窗口（在 Au 上 >2.5 V）、高 ZnO 溶解度（>1.5 M）和极高的离子电导率（25 C 时 >0.27 S/cm）。光谱学和从头算分子动力学模拟表明 K+-OH- 离子对和收紧的水网络支撑了这种稳定性。模拟进一步揭示了独特的触发质子跳跃，它弥补了水链的缺乏以维持电导率。通过在线质谱确认的低析氢和缓慢的钝化使得 NiOOH||Zn 电池能够提供 8.4 Ah cm-2 的累积容量，并使锌空气电池持续运行超过 110 小时。
引用
@article{arxiv.2405.07675,
title = {Super-concentrated alkali hydroxide electrolytes for rechargeable Zn batteries},
author = {Yilin Ma and Jiajia Huang and Shengyong Gao and iangyu Li and Zhibin Yi and Diwen Xiao and Cheuk Kai Kevin Chan and Ding Pan and Qing Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07675},
year = {2024}
}