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N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为电解液添加剂对锌阳极性能的改善

作者:一诺生物来源:浏览次数:47日期:2022-11-23

锌(Zn)金属作为一种很有前途的水系电池负极材料,存在枝晶生长、严重的锌腐蚀和析氢问题。山东大学Jian Yang研究了N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为电解液添加剂对锌阳极性能的改善。

研究人员利用核磁共振、FT-IR、DFT计算和MD模拟等证明N-甲基吡咯烷酮取代了溶剂化鞘中的一个H2O分子。同时,XPS和ToF-SIMS证实,N-甲基吡咯烷酮分解为富氮的SEI层。这一层的形成将有效地保护金属锌不受腐蚀性电解液的影响,从而抑制副反应。COSMOL、扫描电子显微镜和光学显微镜显示,这一层有利于锌的均匀沉积和剥离,抑制了枝晶的生长。

实验结果显示,N-甲基吡咯烷酮提高了材料的电化学性能,1000次循环库仑效率可达99.8%,10mAh cm-2循环200h,锌利用率高达85.6%。这些结果超过了没有N-甲基吡咯烷酮的结果。此外,即使在恶劣的条件下,Zn||MnO2全电池仍然表现出令人印象深刻的累积容量。

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