10月4日消息,广西大学团队在《Advanced Materials》发表水系锌碘电池研究,提出利用不同烷基链长度的溴化季铵盐调节正负极双界面微环境,以实现高能量密度所需的可逆四电子碘氧化还原。研究认为,水系锌碘电池要实现I−/I+四电子反应,既要抑制锌负极界面的水渗透和析氢,又要稳定高价碘、减少碘水解与穿梭。

研究团队筛选出四乙基溴化铵(TEAB)作为适度链长的界面调节剂。该分子可构建有序电双层,抑制水分子进入界面并促进Zn²⁺均匀沉积;在正极一侧,TEAB通过协同配位和疏水锚定稳定I+,从而降低碘水解和穿梭。该策略把负极沉积行为和正极碘物种稳定性放在同一电解质设计框架内。

在对称锌电池中,体系在5 mA/cm²、5 mAh/cm²条件下稳定运行超过50天,并表现出−20℃至50℃的宽温适应性。全电池在1 A/g下循环8000次后容量保持率为84.5%。这些数据表明,界面调控不仅改善单一电极过程,也在长循环测试中维持了整体反应可逆性。

器件层面的验证采用安时级软包电池。在20 mg/cm²高碘载量下,软包电池稳定运行428次,容量保持率达到98.74%。论文将这一结果与分子层面的双界面工程联系起来,但该研究仍是实验室电池验证,后续还需要在更大规模制造、极片一致性和长期安全性方面继续评估。 (来源:Guangxi University)