L'électrolyte eau-dans-sel atténue-t-il les problèmes des batteries au Zn ?

Les batteries au métal de Zn (ZnBs) sont sûres et durables en raison de leur fonctionnement dans des électrolytes aqueux, de l'abondance de Zn et de leur recyclabilité. Cependant, l'instabilité thermodynamique du métal de Zn dans des électrolytes aqueux constitue un obstacle majeur à sa commercialisation. Ainsi, le dépôt de Zn (Zn2+ → Zn(s)) est continuellement accompagné de la réaction d'évolution d'hydrogène (HER) (2H+ → H2) et de croissances dendritiques qui accentuent davantage l'HER. Par conséquent, le pH local autour de l'électrode de Zn augmente et favorise la formation d'espèces de passivation de Zn inactives et/ou peu conductrices (Zn + 2H2 O → Zn(OH)2 + H2) sur le Zn. Cela aggrave la consommation de Zn et d'électrolyte et dégrade les performances de la ZnB. Pour tirer l'HER au-delà de son potentiel thermodynamique (0 V par rapport à l'électrode à hydrogène standard (SHE) à pH 0), le concept d'électrolyte eau-dans-sel (WISE) a été employé dans les ZnBs. Depuis la publication du premier article sur WISE pour les ZnB en 2016, ce domaine de recherche a progressé de manière continue. Ici, un aperçu et une discussion sur cette direction de recherche prometteuse pour accélérer la maturation des ZnBs sont fournis. La revue décrit brièvement les problèmes actuels des électrolytes aqueux conventionnels dans les ZnBs, y compris un aperçu historique et une compréhension de base du WISE. De plus, les scénarios d'application de WISE dans les ZnBs sont détaillés, avec la description de divers mécanismes clés (par exemple, réactions secondaires, électrodépôt de Zn, intercalaire d'anions ou de cations dans les oxydes métalliques ou le graphite, et transport d'ions à basse température).