c#.net开发求职招聘微信群 http://liangssw.com/bozhu/12963.html水性充电电池具有高度的安全性，低成本和环境友好性，但是受能量密度低的限制。最有效的解决方案之一是提高水性电解质的浓度。但是，每种盐都受其物理溶解度的限制，通常低于21–32molkg-1（m）。最近，马里兰大学王春生和浙江大学高超/徐志康教授团队在《先进材料》上Water–SaltOligomersEnableSupersolubleElectrolytesforHighPerformanceAqueousBatteries。据报道，ZnCl2/ZnBr2/Zn（OAc）2水性电解质的溶解度最高达到75m，突破了物理溶解度极限。这归因于由Br-/Cl-H和Br-/Cl-/O-Zn2+相互作用桥接的乙酸盐封端的水盐低聚物。质谱表明，包含非极化质子的乙酸根阴离子可防止离子型低聚物的过度生长和沉淀。此类无机电解质的类似于聚合物的玻璃化转变温度为≈70至-60°C，而没有观察到盐结晶和水冻结的峰从40至80°C。这种超溶性电解质使高性能水成双离子电池具有.7mAhg-1的可逆容量，对应的能量密度为.5Whkg-1，库仑效率为98.07％。原位X射线衍射和拉曼技术表明，如此高的离子浓度的超溶性电解质使得溴能够在第一步中嵌入宏观组装的石墨烯阴极。
图1电解质表征。a）用化学计量的ZnCl2，ZnBr2，Zn（OAc）2和水制备的WSOE45-1。b）通过化学计量的ZnCl2，ZnBr2和水制备的40mZnBr0.5Cl1.5悬浮液。c）WSOE40-20由20mZnCl2、20mZnBr2和20mZn（OAc）2组成。d）WSOE50-25由25mZnCl2、25mZnBr2和25mZn（OAc）2组成。e）电解质中锌衍生物的拉曼光谱，包括：1）ZnBrn2-n（、、和cm-1），2）ZnCln2-n（、、、、cm-1），3）多核聚集体（cm-1）和4）Zn（H2O）62+（-cm-1）。f）1-46m电解质中Zn（H2O）62+和聚合物种类含量的变化趋势，g）1mZnBr0.5Cl1.5水溶液（曲线1），40mZnBr0.5Cl1.5悬浮液的质谱（上清液，曲线2），WSOE45-1（曲线3），WSOE45-2（曲线4）和WSOE45-10（曲线5）。h）WSOE45-1（曲线1），WSOE45-2（曲线2），WSOE45-4（曲线3），WSOE45-6（曲线4），WSOE45-8（曲线5），WSOE45-10（曲线）的DSC结果6），WSOE45-15（曲线7），WSOE45-20（曲线8）和WSOE45-30（曲线9）。i，j）电解质中水分子的拉曼光谱和FTIR光谱。
图2分子动力学模拟。a，b）MD模拟期间WSOE45-1（a）和5mZnBr0.5Cl1.5水溶液（b）的快照。原子色：锌，灰色；哦，红色；H，白色；C，蓝色；Cl，绿色；br，紫色。相互作用：O···H，红线；Cl–··H，绿线；Br–··H，蓝线；O···Zn2+，灰线。c，d）从模式A和B中提取的典型分子构象。e–g）5mZnBr0.5Cl1.5中H原子的径向分布函数（实线）和积分曲线（虚线），h–j）Zn原子水性电解质和WSOE45-1。缩写：OW表示水分子中的氧原子，Oace表示乙酸盐阴离子中的氧原子。
图3WSOE45-1启用了大容量水性双离子电池。a）由WSOE45-1，PGA阴极和Zn/GFF阳极实现的双离子电池的示意图。b）使用WSOE45-1作为电解质的阳极，阴极，集电器和双离子电池的循环伏安曲线。c，d）Zn/GFF
WSOE45-1
PGA双离子电池在不同电压下的充电和放电容量。e，f）使用5–46m电解质的已组装双离子电池的放电容量。g）使用5–46m电解质组装的双离子电池的库仑效率。
图4电化学性能。a）双离子电池在各种速率下的恒电流充放电曲线。b）双离子电池在1Ag-1下的循环稳定性。c）通过三电极设置获得的WSOE45-1中各种SOC下PGA阴极的奈奎斯特图。Zn箔和Ag/AgCl分别用作对电极和参比电极。d）与使用非水（黄色圆圈）和水（绿色圆圈）电解质的各种先进阴极相比，插有Br的PGA阴极的能量密度。e）嵌入Br的PGA阴极与各种非水（实心圆）和水（空心圆）阴极的Ragone图。以上所有数据均基于WSOE45-1。（d）和（e）中用于NASICON结构的Na3V2（PO4）3，Na3V2（PO4）3F3，VS2，α-MnO2，LixV2O5nH2O和H2V3O8的阳极是锌金属，而用于LiNi0.8Mn0的阳极（d）和（e）中的.1Co0.，Li1.Mo0.Cr0./C，Li1.2Ni0.13Mn0.54Co0.1，Li2VO2F和Li[Ni1/3Mn2/3]O2是锂金属。仅LBC-G与石墨阳极耦合。
图5能量存储机制。a，b）在充放电循环中原位嵌入Br的PGA阴极的拉曼光谱（–cm-1和–cm-1）。c）充电前原始PGA阴极的拉曼光谱图和相应的峰，d）充电期间第2级Br-嵌入的PGA阴极，以及e）充电后第1级Br-嵌入的PGA阴极。f）在充放电循环中原位获得的Br嵌入PGA阴极的XRD曲线。图5c-e中贴图的颜色范围是指在石墨烯阴极上获得的不同拉曼位移，并且波数从黑色变为红色。
参考文献：doi.org/10.2/adma.
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