水系亜鉛バッテリー用の疎水性有機電解質保護亜鉛陽極

水系亜鉛バッテリーは有望なエネルギー貯蔵デバイスです。しかし、水の分解と亜鉛デンドライトの成長により、その寿命は不可逆的な亜鉛陽極によって制限されています。本研究では、陽極に薄いMOF層をコーティングし、MOFの細孔を水系Zn(TFSI)2 -H2 Oバルク電解質と混ざらない疎水性Zn(TFSI)2 -tris(2,2,2-trifluoroethyl)phosphate (TFEP)有機電解質で充填することで、水系電解質と亜鉛陽極を分離します。MOFに封入されたZn(TFSI)2 -TFEPは、亜鉛デンドライトと水の分解を防ぐZnF2 -Zn3 (PO4 )2固体電解質界面(SEI)を形成します。Zn(TFSI)2 -TFEP@MOF電解質が保護する亜鉛陽極は、Zn||Tiセルで350サイクルで99.1 %の高い平均コロンブ効率を達成します。高い可逆性を持つ亜鉛陽極は、210 Wh kg-1 (カソードとアノード質量の)の高エネルギー密度と、Zn:MnO2の低容量比2:1のZn||MnO2フルセルで600サイクルにわたって0.0047 %の低い容量減衰率をもたらします。