水系锌碘(Zn–I₂)电池因低成本和高安全性,被认为是大规模储能的有前途的候选者。
然而,它们的商业应用受到锌腐蚀和碘电极多碘穿梭的阻碍。
基于此,2025年3月26日,广东工业大学李成超、叶明晖等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Interfacial Adsorption Layers Based on Amino Acid Analogues to Enable Dual Stabilization toward Long-Life Aqueous Zinc Iodine Batteries》的研究综述。
在此,通过使用电解质添加剂的策略,构建了基于N,N-二羟乙基甘氨酸(BHEG)的界面吸附层,以稳定锌负极并减轻多碘穿梭。
BHEG中的三级胺(N(CH₂)₃)和羧基(─COO⁻)基团可逆地捕获H⁺,并动态中和OH⁻离子,有效缓冲了锌金属负极的界面pH,抑制了析氢反应。
此外,BHEG吸附层能排斥锌界面处39.3%的H₂O分子,形成“缺水”的内赫尔姆霍兹平面,防止锌腐蚀。重要的是,BHEG中的N(CH₂)₃基团还能抑制碘电极处的多碘穿梭,对I⁻、I₂和I₃⁻的吸附能分别为-0.88、-0.41和-0.39 eV。
得益于这些优势,锌碘电池在高碘电极质量负载(≈21.5 mg cm⁻²)下,可实现2.99 mAh cm⁻²的高面积容量和2000次循环的长循环寿命。
Interfacial Adsorption Layers Based on Amino Acid Analogues to Enable Dual Stabilization toward Long-Life Aqueous Zinc Iodine Batteries,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202420221
