Angew. Chem. ：调控OH-介导的正负极相互作用构筑长寿命钒基锌离子电池

近年来，水系锌离子电池因其在未来规模化储能中的巨大应用前景得到越来越多的关注。对于高容量的钒基水系锌离子电池，循环稳定性差是限制其发展的瓶颈问题，这主要是由于负极存在析氢、枝晶、碱式锌盐等问题，而正极面临着溶解、副产物、结构崩塌等问题。尽管一些可同时稳定正负极的电解液配方最近已见报道，但正负极之间的相互作用及其性能衰退之间的联系仍不清楚。

基于此，广东工业大学李成超教授和刘晓庆教授从正负极相互作用出发，提出以简单且低成本的Al₂(SO₄)₃ (ASO)作为多功能电解质添加剂，调控OH^–介导的锌负极和钒酸钠 (NaV₃O₈·1.5H₂O, NVO)正极之间的交互作用，成功构筑了长寿命的钒基水系锌离子电池。

在添加ASO后，尽管Al³⁺的水解作用使得电解液酸化（pH=0.9），锌负极的循环稳定性却得到显著提升，在2 mA cm^-2/ 1 mAh cm^-2的条件下可稳定循环1000 h，远远超过未改性的电解液（200 h），这主要归功于Al³⁺在锌负极表面的强吸附及原位形成的SEI膜阻断了水分解相关的副反应。与之相对应的是，NVO正极的溶解和不可逆的相转变的问题也得到了极大改善。在0.1 A g^-1的超小电流下能实现容量衰退几乎可以忽略不计的稳定循环，而在10 A g^-1下循环4000圈后容量保持率高达98.7%。此外，文章还通过非原位XRD、XPS、TEM等表征手段对循环过程中ASO是如何阻断OH^–介导的正负极性能衰退进行了详细的分析探讨，揭示了其工作机理。

此外，得益于ASO对正负极相互作用的有效调控，基于该电解液组装的Zn//NVO软包电池的自放电现象也被有效抑制。

综上所述，该工作着眼于电池的整体性能，以解决正极-负极之间基于OH^–的交互作用引起的性能衰退为出发点，提供了一种新颖且有效的电解质设计策略，有效解决了钒基水系锌离子电池循环寿命短的问题。

论文信息

Manipulating OH⁻-Mediated Anode-Cathode Cross-Communication Toward Long-Life Aqueous Zinc-Vanadium Batteries

Dr. Dao-Sheng Liu, Zhaoyu Zhang, Dr. Yufei Zhang, Dr. Minghui Ye, Song Huang, Shunzhang You, Zijian Du, Jiangfeng He, Dr. Zhipeng Wen, Dr. Yongchao Tang, Prof. Xiaoqing Liu, Prof. Cheng Chao Li

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202215385