Cell-nucleus structured electrolyte for low-temperature aqueous zinc batteries

溶剂化 电解质 水溶液 相间 三氟甲磺酸 化学 电池(电) 无机化学 离子 化学工程 有机化学 生物 电极 物理化学 催化作用 热力学 物理 工程类 功率(物理) 遗传学
作者
Yang Dong,Ning Zhang,Zhaodong Wang,Jinhan Li,Youxuan Ni,Honglu Hu,Fangyi Cheng
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:83: 324-332 被引量:98
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.04.017
摘要

Rechargeable aqueous zinc (Zn) batteries hold great promise for large-scale energy storage, but their implementation is plagued by poor Zn reversibility and unsatisfactory low-temperature performance. Herein, we design a cell-nucleus structured electrolyte by introducing low-polarity 1,2-dimethoxyethane (DME) into dilute 1 M zinc trifluoromethanesulfonate (Zn(OTf)2) aqueous solution, which features an OTf−-rich Zn2+-primary solvation sheath (PSS, inner nucleus) and the DME-modulated Zn2+-outer solvation sheath (outer layer). We find that DME additives with a low dosage do not participate in the Zn2+-PSS but reinforce the Zn-OTf− coordination, which guarantees good reaction kinetics under ultralow temperatures. Moreover, DME breaks the original H-bonding network of H2O, depressing the freezing point of electrolyte to −52.4 °C. Such a cell-nucleus-solvation structure suppresses the H2O-induced side reactions and forms an anion-derived solid electrolyte interphase on Zn and can be readily extended to 1,2-diethoxyethane. The as-designed electrolyte enables the Zn electrode deep cycling stability over 3500 h with a high depth-of-discharge of 51.3% and endows the Zn||V2O5 full battery with stable cycling over 1000 cycles at −40 °C. This work would inspire the solvation structure design for low-temperature aqueous batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
luo完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
思源应助炙热秋翠采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
xiaohang应助六六采纳,获得10
3秒前
Hello应助后来啊采纳,获得10
3秒前
领导范儿应助maozi采纳,获得10
3秒前
Eally发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.3应助禾禾采纳,获得10
3秒前
3秒前
13201099463完成签到,获得积分10
3秒前
tqq发布了新的文献求助10
3秒前
dawdfaw完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
EvianLee完成签到 ,获得积分10
3秒前
Lydiaaa发布了新的文献求助10
4秒前
空心菜完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
科研通AI6.4应助Conner采纳,获得10
5秒前
jerseyzhang完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
zmh发布了新的文献求助10
6秒前
希望天下0贩的0应助ZZQ采纳,获得10
6秒前
6秒前
liu.lzy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
耍酷的诗云关注了科研通微信公众号
6秒前
完美世界应助哦噢藕采纳,获得10
7秒前
清水巍少完成签到,获得积分20
7秒前
任超行完成签到,获得积分10
7秒前
奋斗的菀发布了新的文献求助10
7秒前
三一发布了新的文献求助10
7秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7286213
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8906592
关于积分的说明 18847821
捐赠科研通 6955653
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208275
关于科研通互助平台的介绍 2378368
邀请新用户注册赠送积分活动 2183879