A Self‐Deoxidizing Electrolyte Additive Enables Highly Stable Aqueous Zinc Batteries

水溶液 除氧 腐蚀 电解质 法拉第效率 无机化学 阳极 化学 材料科学 化学工程 冶金 电极 催化作用 有机化学 工程类 物理化学
作者
Rui Sun,Daliang Han,Changjun Cui,Zishan Han,Xiaoxia Guo,Bo Zhang,Yong Guo,Yingxin Liu,Zhe Weng,Quan‐Hong Yang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (28): e202303557-e202303557 被引量:129
标识
DOI:10.1002/anie.202303557
摘要

In aqueous zinc (Zn) batteries, the Zn anode suffers from severe corrosion reactions and consequent dendrite growth troubles that cause fast performance decay. Herein, we uncover the corrosion mechanism and confirm that the dissolved oxygen (DO) other than the reputed proton is a principal origin of Zn corrosion and by-product precipitates, especially during the initial battery resting period. In a break from common physical deoxygenation methods, we propose a chemical self-deoxygenation strategy to tackle the DO-induced hazards. As a proof of concept, sodium anthraquinone-2-sulfonate (AQS) is introduced to aqueous electrolytes as a self-deoxidizing additive. As a result, the Zn anode sustains a long-term cycling of 2500 h at 0.5 mA cm-2 and over 1100 h at 5 mA cm-2 together with a high Coulombic efficiency up to 99.6 %. The full cells also show a high capacity retention of 92 % after 500 cycles. Our findings provide a renewed understanding of Zn corrosion in aqueous electrolytes and also a practical solution towards industrializing aqueous Zn batteries.
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