水系锌硫(Zn–S)电池因其高容量、成本效益和环保可持续性在储能领域备受关注。然而,缓慢的固固转化和较差的循环性能限制了其进一步发展。
基于此,2025年3月7日,太原理工大学王晓敏在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《Dual-Functional Organoiodide Additive for Highly Efficient Sulfur Redox Kinetics and Zinc Regulation in Aqueous Zinc–Sulfur Batteries》的研究论文。
在此,引入双功能的氯化胆碱(CHI)氧化还原介质来调控硫电化学和锌负极。
对于正极,添加CHI不仅能通过增加ZnS表面的键长促进ZnS的氧化过程,还能形成保护层,抑制涉及H₂S、SO₄²⁻和水分解的副反应,从而提高其氧化还原可逆性。
对于锌负极,CHI有效降低了成核过电位,减轻了电场和电位场的畸变,并通过静电屏蔽作用促进锌的均匀沉积。
因此,组装的Zn–S电池在1 A g⁻¹下具有1666 mAh g⁻¹的高比容量,在4 A g⁻¹下具有1071 mAh g⁻¹的出色倍率性能,同时成核过电位从31.9 mV显著降低到11.5 mV。
这项工作为提升高性能Zn–S电池容量提供了一种有效策略,为硫电化学中氧化还原介质的合理设计指明了方向。
Dual-Functional Organoiodide Additive for Highly Efficient Sulfur Redox Kinetics and Zinc Regulation in Aqueous Zinc–Sulfur Batteries, Advanced Functional Materials, 2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202501332.
