Com grande interesse na utilização de recursos ambientalmente benigna e eficiente, sistemas de bateria verdes e seguros estão em demanda, e melhorar a capacidade de recarga é uma meta. Uma vez que a química da superfície da interfase de eletrólito sólido (SEI) é um fator crítico que rege a vida útil das baterias recarregáveis, é um foco-chave de pesquisa.

As baterias Zn (ZBs) são caracterizadas pelo baixo custo, produção de energia volumétrica superior e matérias-primas econômicas, tornando-os candidatos promissores para atender à demanda por baterias recarregáveis. Contudo, algumas características da interface Zn-eletrólito restringem o desenvolvimento de ZBs recarregáveis ​​e sua aplicação.

O grupo do Prof. Cui Guanglei do Instituto Qingdao de Bioenergia e Tecnologia de Bioprocessos da Academia Chinesa de Ciências propôs novos conceitos sobre SEIs formados in situ e artificiais como um meio de modular fundamentalmente as características eletroquímicas do Zn.

Ao manipular a decomposição de um líquido eutético com uma estrutura de solvatação catiônica associada a um ânion peculiar, os pesquisadores observaram SEI orgânico / inorgânico rico em fluoreto de zinco em um ânodo de Zn pela primeira vez.

Uma combinação de investigações experimentais e de modelagem revelou que a presença de espécies de Zn complexantes de ânions com energias de decomposição marcadamente reduzidas contribuíram para a formação in-situ da interfase.

"A interfase de proteção permite o revestimento / remoção de Zn reversível e livre de dendritos, mesmo em altas capacidades de área. Isso se deve à rápida migração de íons combinada com alta resistência mecânica, "disse o Prof. Cui.

Com este design de interface, as baterias Zn montadas exibiram excelente estabilidade de ciclo com perda de capacidade insignificante em taxas baixas e altas.

Além disso, revestir a superfície de Zn com uma camada de poliamida protetora artificial é fácil de implementar. A camada de poliamida tem todas as características desejáveis ​​para suportar a química de Zn altamente reversível com desempenho de ciclagem aprimorado de ânodos de Zn em pH neutro, mesmo em uma alta profundidade de descarga.

O estudo oferece novos insights sobre a regulação racional de ânodos de Zn e fornece uma avenida sem precedentes para lidar com os dilemas levantados pelas propriedades intrínsecas de ânodos de metal multivalentes.