High-entropy solvation chemistry towards affordable and practical Ah-level zinc metal battery

溶剂化 化学 电池(电) 金属 计算化学 物理 热力学 分子 有机化学 功率(物理)
作者
Linhui Chang,Hongwei Cheng,Jiamin Li,Lei Zhang,Bomian Zhang,Liheng Zheng,Qiangchao Sun,Jiantao Li,Xionggang Lu,Kangning Zhao
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1) 被引量:8
标识
DOI:10.1038/s41467-025-61456-z
摘要

Aqueous zinc-ion batteries offer sustainable large-scale storage potential with inherent safety and low cost, yet suffer from limited energy density and cycle life due to aqueous electrolyte constraints. Here, we introduce affordable, stable electrolyte (0.33 $·kg-1) incorporating minimal multi-halogen anions (Cl-, Br-, and I-) to create a high-entropy solvation structure enabling high-performance zinc batteries. Despite the small amount, the diversified mono-halogenated contact ion pair and multi-halogenated aggregate solvation structures create the unique high-entropy solvation structure, to form the lean-water halogenated interfacial environment, suppressing the hydrogen evolution reaction, while facilitating cascade desolvation. Multi-halogen additives generate diverse contact ion pairs (Zn-X, X = Cl/Br/I) with compact solvation shells accelerating ion transport. In this way, the high-entropy solvation structure breaks the trade-off between plating overpotential (energy efficiency) and plating/stripping reversibility (Coulombic efficiency). As a result, the high-entropy solvation-based electrolyte enables practical zinc metal battery with 152.2 Wh kg-1electrode for 120 cycles at lean electrolyte of 2.4 μL mg-1 and an Ah-level pouch cell is validated with high Coulombic efficiency of over 99.90% for over 250 cycles. Our findings emphasize the importance of electrolyte design for the precise control of anion-cation interactions for stable Zn/electrolyte interface and enable practical zinc metal battery with high energy and low cost.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
miko发布了新的文献求助10
1秒前
芋泥奶冻卷完成签到 ,获得积分10
1秒前
脑洞疼应助悦耳映真采纳,获得10
2秒前
Celestine发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
共享精神应助活力采纳,获得10
4秒前
李健的小迷弟应助张西娅采纳,获得10
4秒前
跳跃的凌文完成签到 ,获得积分10
4秒前
合适苗条发布了新的文献求助10
5秒前
厉害完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
7秒前
分茂完成签到 ,获得积分10
8秒前
付小源完成签到,获得积分10
8秒前
Srishti完成签到,获得积分10
9秒前
善学以致用应助合适苗条采纳,获得10
9秒前
脑洞疼应助holiday采纳,获得10
11秒前
元始天尊完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
科研通AI2S应助guard采纳,获得10
13秒前
zhenghua发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
wrimer完成签到,获得积分10
13秒前
焰古完成签到 ,获得积分10
14秒前
爱笑灵雁完成签到,获得积分20
15秒前
麦子发布了新的文献求助10
16秒前
啦啦啦完成签到 ,获得积分10
16秒前
bkagyin应助璐璐在这采纳,获得30
17秒前
17秒前
17秒前
cff发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
新月发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
英姑应助武林小鸟采纳,获得10
21秒前
cff完成签到,获得积分10
22秒前
我是老大应助敏感的山彤采纳,获得10
22秒前
22秒前
高分求助中
(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
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5305794
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4451756
关于积分的说明 13853101
捐赠科研通 4339264
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2382461
邀请新用户注册赠送积分活动 1377460
关于科研通互助平台的介绍 1345074