Additive‐Induced Low‐Coordination Solvation and Interphase Regulation for Stable Zn Anodes in Ester‐Based Calcium Electrolytes

电解质 材料科学 溶剂化 相间 阳极 化学工程 氧化还原 吸附 无机化学 沉积(地质) 金属 电极 动力学 电流密度 碘化物 导电体 离子电导率
作者
Danchen Fu,Xuedong He,Gongzheng Yang,Huawei Song,Chengxin Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.78447
摘要

ABSTRACT Ester electrolytes are promising for calcium batteries; however, severe interfacial instability and sluggish redox kinetics limit anodes’ operating current density to the sub‐milliampere range, severely restricting their practical application. Herein, a phenyl iodine bis(trifluoroacetate) (PIFA) additive is developed to reconstruct solvation structures in pure calcium tetrafluoroborate‐based ester electrolytes, forming low‐coordination solvates with reduced desolvation barriers. Preferential adsorption of additive species onto the Zn (002) facet further induces an ultrathin, conductive CaI 2 ‐rich interphase layer. Such dual regulation of solvation and interfacial chemistry enables ordered lateral Zn deposition and accelerated redox kinetics. Consequently, the PIFA‐optimized electrolyte enables stable Zn plating/stripping for over 3200 h and low deposition overpotentials below 0.1 V at 1 mA cm −2 . The corresponding full cells deliver durable cycling of nearly 6000 cycles at 1 A g −1 with 100% capacity retention. This work provides a feasible solvation/interphase co‐regulation strategy for high‐rate, durable metal anodes for calcium electrolytes.

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