电解液|新型电解液或解决可充型锌电池规模应用难题( 二 )

以乙二醇代替水作为电解液溶剂 , 可以大幅抑制金属锌负极的腐蚀问题 , 同时电解液中的四氟硼酸根阴离子和少量水分子(来自水合四氟硼酸锌盐中的结合水)会与金属锌负极发生反应 , 在锌负极表面自发形成一种致密且稳定的氟化锌固态电解质界面层 , 该界面层可以在允许锌离子通过的同时隔绝电解液与锌负极的直接接触 , 从而进一步抑制了锌枝晶的生成和腐蚀副反应的发生 , 极大地提升了锌电池的使用寿命 。
“虽然乙二醇也是一种易燃的有机溶剂 , 但是水合四氟硼酸锌盐却是一种被广泛使用的阻燃剂 。 ”杨全红介绍 , 因此 , 这种由水合四氟硼酸锌盐和乙二醇组成的电解液依然保持了与水系电解液一样的不可燃性 , 安全可靠 。
不仅如此 , 乙二醇本身的高沸点以及电解液中组分间的强相互作用 , 使得该电解液不易挥发和结冰 , 可以同时耐受酷暑(40℃)和严寒(-30℃) , 这是目前水系电解液无法企及的 , 大大拓宽了锌电池的应用范围 。
“由于水合四氟硼酸锌盐和乙二醇的工业应用成熟、成本低廉 , 使得我们研发的新型电解液的成本与目前最便宜的水系电解液相当 。 ”杨全红表示 。
该电解液的成功研发有望进一步带动目前锌电池的研究热潮 , 并且推动锌电池的产业化进程 。
《自然·可持续性》同期配发专文评述 , 认为此工作利用廉价并环境友好的电解液解决了锌电池产业化进程中的几个关键问题 , 为构建可持续的未来提供了可靠又性价比高的电池解决方案 。

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