Enabling a Robust Long‐Life Zinc‐Iodine Flow Battery by Stabilizing the Zinc Anode in a Halide‐Rich Electrolyte

卤化物 阳极 电解质 电偶阳极 材料科学 电池(电) 锌化合物 无机化学 化学 电极 冶金 阴极保护 功率(物理) 物理化学 物理 量子力学
作者
Chen Li,Yalu Xin,Wei Gao,Yongping Chen
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (41): e08359-e08359 被引量:1
标识
DOI:10.1002/smll.202508359
摘要

The growing demand for grid-scale energy storage calls for safe and low-cost solutions, for which zinc-iodine flow batteries (ZIFBs) are highly promising. However, their practical application is critically hindered by two issues: accumulation of insoluble solid iodine at the cathode and zinc dendrite growth at the anode. While halide-rich electrolyte can address the former, the anode instabilities remain a major obstacle. Here, a holistic solution is presented by introducing a dual-function additive, glucosamine sulfate (GS), into a halide-rich electrolyte. GS reconfigures the Zn2+ solvation structure by displacing coordinated water to accelerate Zn2+ deposition kinetics, while preferentially adsorbing on the anode surface to form a water-poor layer that inhibits parasitic side reactions and guides uniform, crystallographically-oriented deposition along the Zn (002) crystal plane. As a result, a ZIFB with a zero-excess zinc anode and anolyte demonstrates robust durability, surpassing 500 cycles at 40 mA cm-2 and 30 mAh cm-2. This delivers an attractive cumulative plating capacity of 15 Ah cm-2 with a near-theoretical Coulombic efficiency of 99.6% and a high energy efficiency of 81.9%. This electrolyte engineering strategy, which stabilizes the anode within an advanced cathode chemistry, paves the way for highly durable and practical high-energy flow batteries.
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