近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院材料所（籌）光子信息與能源材料研究中心助理研究員陸子恒與香港理工大學(xué)助理教授張標(biāo)協(xié)作，對(duì)有機(jī)配位小分子對(duì)水系鋅離子電池電化學(xué)電鍍過程的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的鋅負(fù)極電鍍過程。該成果以Tailoring Desolvation Kinetics Enables Stable Zinc Metal Anodes為題發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A上。

　　水系鋅離子電池由于其低成本和高安全性，被認(rèn)為是大型儲(chǔ)能等領(lǐng)域的重要備選二次電池體系。當(dāng)前，鋅離子電池中的鋅負(fù)極仍然受到低庫倫效率等問題影響，制約了自身的實(shí)際使用。本次研究工作受到傳統(tǒng)電鍍行業(yè)絡(luò)合劑的啟發(fā)，利用乙腈作為絡(luò)合劑改變鋅離子的溶劑化結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)電極電鍍動(dòng)力學(xué)的調(diào)控。深圳先進(jìn)院材料所光子中心電化學(xué)團(tuán)隊(duì)在工作中承擔(dān)了理論部分，通過基于第一性原理的分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在鋅離子的第一溶劑殼層中有至多3個(gè)水分子被替換為乙腈分子，由于乙腈對(duì)鋅離子有較強(qiáng)的絡(luò)合作用，使得鋅離子的去溶劑化過程產(chǎn)生了顯著動(dòng)力學(xué)變化。本工作提出的溶劑化化學(xué)調(diào)控策略為水系鋅離子電池和鋰、鈉金屬等下一代高比能二次電池提供了新研發(fā)思路。