Avec un vif intérêt pour l'utilisation des ressources respectueuse de l'environnement et efficace, les systèmes de batterie verts et sûrs sont en demande, et l'amélioration de la recharge est un objectif. Étant donné que la chimie de surface de l'interphase à électrolyte solide (SEI) est un facteur critique régissant la durée de vie des batteries rechargeables, il s'agit d'un axe de recherche clé.

Les batteries Zn (ZB) se caractérisent par un faible coût, production d'énergie volumétrique supérieure et matières premières rentables, ce qui en fait un candidat prometteur pour répondre à la demande de batteries rechargeables. Cependant, certaines caractéristiques de l'interface Zn-électrolyte restreignent le développement des ZB rechargeables et leur application.

Le groupe du professeur Cui Guanglei de l'Institut de la bioénergie et de la technologie des bioprocédés de Qingdao de l'Académie chinoise des sciences a proposé de nouveaux concepts concernant les SEI formés et artificiels in situ comme moyen de moduler fondamentalement les caractéristiques électrochimiques du Zn.

En manipulant la décomposition d'un liquide eutectique avec une structure particulière de solvatation des cations associés aux anions, les chercheurs ont observé pour la première fois un SEI organique/inorganique riche en fluorure de zinc sur une anode en Zn.

Une combinaison d'études expérimentales et de modélisation a révélé que la présence d'espèces de Zn complexant les anions avec des énergies de décomposition nettement réduites contribuait à la formation in situ de l'interphase.

"L'interphase de protection permet un placage/décapage de Zn réversible et sans dendrite, même à des capacités surfaciques élevées. Cela est dû à la migration rapide des ions associée à une résistance mécanique élevée, " a déclaré le professeur Cui.

Avec cette conception d'interface, les batteries Zn assemblées présentaient une excellente stabilité de cyclage avec une perte de capacité négligeable à des taux bas et élevés.

En outre, revêtir la surface de Zn d'une couche protectrice artificielle en polyamide est facile à mettre en œuvre. La couche de polyamide a toutes les caractéristiques souhaitables pour supporter la chimie du Zn hautement réversible avec des performances de cyclage améliorées des anodes de Zn à pH neutre, même à une profondeur de décharge élevée.

L'étude offre de nouvelles perspectives sur la régulation rationnelle des anodes en Zn et fournit une voie sans précédent pour s'attaquer aux dilemmes soulevés par les propriétés intrinsèques des anodes métalliques multivalentes.