一作兼通讯！浙师大＆中科院力学所Nano Letters！

研究概述

高性能的水系锌离子电池对于商业应用至关重要。界面副反应和锌枝晶的广泛生长导致水系锌离子电池短路和提前失效。

基于此，2024年11月18日，浙江师范大学黄健航特聘教授、郭强和中国科学院力学研究所副研究员刘峰在国际期刊Nano Letters发表题为《Reconfiguring the Coordination Structure in Deep Eutectic Electrolytes for Enabling Stable Operation of Zinc-Ion Batteries》的研究论文，郭强为本文一作兼通讯。

郭强，博士，讲师。2022年加入浙江师范大学（付大伟教授团队）。研究方向专注于新型清洁能源材料和铁电材料的研究，研究方向涉及新型二维材料（硅烯、硅氧烯、锗烯等）的制备及应用、各种离子电池（常规电池、柔性电池和微电池）、电容器（常规电容器、柔性电容器和微电容器）、光热产水、铁电材料的制备。以第一/通讯作者共发表论文20余篇，包括Energy & Environmental Science、ACS Energy Lett.、ACS Nano、ACS Materials Lett.、CCS Chem.、Carbon Energy等国际著名期刊。

在此，研究人员通过采用一种含1,3-丙二醇作为共溶剂的水合深共晶电解质来解决这些问题。

1,3-丙二醇分子可以进入Zn²⁺的溶剂化结构中，形成贫水电解质，通过增强氢键网络大幅降低水分子的活性。

同时，PDO分子排除邻近的水分子来调节双电层的构型，从而抑制水介导的副反应并诱导形成富含无机物的界面层。

因此，这种水合深共晶电解质确保了Zn−Zn、Zn−Cu和Zn−I₂电池的长期稳定性。

PDO分子的有利影响为构建高性能的水系锌离子电池提供了指导。

图文解读

图1：HDES和AE电解质的FTIR光谱

图2：AE和HDES电解质的Tafel图

图3：Zn−Zn对称电池的CA曲线

图4：Zn−Zn对称电池的电压曲线

图5：HDES电解质和Zn−Cu电池的电压曲线

文献信息

Reconfiguring the Coordination Structure in Deep Eutectic Electrolytes for Enabling Stable Operation of Zinc-Ion Batteries, Nano Letters, 2024.