ZUSAMMENFASSUNG: Wässrige Zink-Ionen-Batterien (AZIBs) haben ein enormes Potenzial als neuartige Energiedevices aufgrund ihrer hohen Sicherheit, angemessenen Kosten und ökologischen Wirtschaftlichkeit. Während ihre Anwendung im großen Maßstab durch das berüchtigte Dendritenwachstum und Nebenreaktionen an der Zn-Anode/Elektrolyt-Grenzfläche eingeschränkt ist. Hier wird eine Strategie zur dynamischen Regulierung der interfaszialen Mikro-Umgebung vorgeschlagen, indem ein grüner und sicherer Hydroxyethylcellulose (HEC)-Elektrolytzusatz eingeführt wird, um eine hochstabile und reversible Zn-Anode zu bilden. Experimentelle und rechnerische Ergebnisse zeigen, dass HEC bevorzugt an der Zn-Anodenoberfläche adsorbiert und während des Plätterns/Abstreifens eine HEC-reiche Übergangsschicht im inneren Helmholtz-Potential (IHP) bildet. Diese Schicht kann die parasitären Reaktionen, die durch aktives Wasser induziert werden, abschirmen und eine gleichmäßige Zn-Niederlage erleichtern. Gleichzeitig kann HEC die Zn²⁺-Solvatationshülle im äußeren Helmholtz-Potential (OHP) rekonstruieren, was die Desolvationskinetik von Zn²⁺ beschleunigt. Folglich zyklen die Zn//Zn-Zellen mit HEC-Elektrolytzusatz stabil für 2300 Stunden und über 350 Stunden bei 1 und 30 mA cm⁻², respektive. Es verleiht auch der Zn-Anode eine ausgezeichnete Reversibilität, die eine hohe kolumbische Effizienz von 99,4 % über 600 Zyklen aufrechterhält. Nach 3000 Zyklen weist die Zn//AC@MnO₂-Vollzelle mit HEC-Elektrolytzusatz weiterhin hervorragende Zyklusleistung auf und behält 85,2 % ihrer Anfangskapazität bei.
Shi et al. (Thu,) haben diese Frage untersucht.