近日，武漢理工大學麥立強教授團隊在水系鋅離子電池研究方面取得重要進展：通過開發一類初層溶劑化殼層不含有機溶劑分子的復合水系電解液，克服了傳統復合水系電解液在低溫下脫溶劑化動力學緩慢的問題。

前述研究成果以“Organic-solvent-free primary solvation shell for low-temperature aqueous zinc batteries”為題，發表在國際著名期刊Cell的子刊Chem上。

傳統復合水系電解液和本工作的初層溶劑化殼層及脫溶劑化行為。

水系鋅離子電池由于高安全、低成本特點，可用于大規模儲能應用。但鋅金屬負極枝晶的形成和水系電解液狹窄的工作溫度范圍阻礙了鋅離子電池的進一步發展。通過在水系電解液中引入有機溶劑，構建復合水系電解液，在一定程度上可以改善以上兩個問題。但在這些傳統復合水系電解液的初層溶劑化殼層中，有機溶劑分子相比于水分子與鋅離子具有更強的結合力，這使得特別是在低溫下脫溶劑化動力學十分緩慢，從而導致較大的電化學極化、低的新沉積/剝離庫侖效率、枝晶積累、低鋅負極利用率、較差的循環性能和低倍率性能。因此開發即使在低溫下仍表現出快速脫溶劑化動力學的復合水系電解液，為推動國家清潔能源戰略和雙碳目標實現至關重要。

-20℃下鋅負極的電化學性能。

據武漢理工大學官網介紹，麥立強教授團隊設計了一類初層溶劑化殼層不含有機溶劑分子的復合水系電解液，克服了傳統復合水系電解液特別是在低溫下具有緩慢去溶劑化動力學的問題。在-20°C下，使用團隊研發的新型復合水系電解液，Zn負極沉積剝離具有97.7%的高初始庫侖效率（ICE），長達5600小時的長循環壽命，以及高達50%的Zn放電深度（DODZn），并且具有較小的過電位。