近期,浙江大學溫州研究院在Nature子刊 ScienceDiect發(fā)表The synergistic effect induced by “Z-bond” between cations and anions achieving a highly reversible zinc anode 文章,采用我公司(CHEMFISH)提供的 BMImFSI 離子液體添加劑在水系鋅離子電池(AZIBs)領域取得重要研究成果
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979724029837
水系鋅離子電池(AZIBs)因高能量密度、低成本和環(huán)境友好性被視為鋰離子電池的潛在替代方案,但其實際應用受限于鋅枝晶生長和水分子引發(fā)的副反應(如析氫反應、化學腐蝕)。傳統(tǒng)界面修飾和電極結構優(yōu)化方法存在工藝復雜、成本高的缺陷,因此電解質優(yōu)化成為關鍵突破口。
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979724029837
該科研團隊使用我公司chemfish 提供的離子液體添加劑 BMImFSI (CAS:1235234-58-8) 調控雙電層(EDL),其作用機制如下:
“Z 鍵” 協(xié)同吸附:BMIm?陽離子與 FSI?陰離子通過強靜電作用和氫鍵形成鋸齒狀吸附構型(Z 鍵),優(yōu)先于水分子吸附在鋅陽極表面,構建貧水雙電層,抑制水分解引發(fā)的副反應。
礦化 SEI 膜與離子分散層:FSI?分解形成礦化固體電解質界面(SEI),隔離電極與水并促進鋅離子快速傳輸;BMIm?在 SEI 膜上形成離子分散層,均勻分散鋅離子沉積,避免二維擴散導致的
文中明確指出,實驗使用的 BMImFSI (純度 99%),是構建貧水雙電層和穩(wěn)定 SEI 膜的核心組分。通過在 2 M ZnSO?電解液中添加不同體積的 BMImFSI(30–180 μL),制備了一系列濃度梯度的電解質(1.3–7.8 mM),用于探究添加劑對鋅陽極性能的影響。
BMImFSI 具有低粘度、低水溶性特性,無需額外助溶劑即可直接加入水系電解液,避免了復雜工藝對電池性能的干擾。其陰陽離子通過 “Z 鍵” 形成的強耦合作用,是實現(xiàn)鋅離子均勻沉積和抑制枝晶的關鍵機制。
本研究通過BMImFSI 離子液體添加劑,利用 “Z 鍵” 協(xié)同效應成功解決了鋅枝晶和副反應難題。chemfish BMImFSI 產(chǎn)品作為高純度、低粘度的特性,為實驗提供了關鍵材料支撐,其獨特的物理化學性質(如低水溶性、強陰陽離子耦合)直接推動了貧水雙電層和穩(wěn)定 SEI 膜的構建。該策略為水系電池電解質優(yōu)化提供了簡便高效的新路徑,驗證了 chemfish 在新能源材料領域的技術價值,有望推動高安全性、長壽命鋅基電池的實際應用。