Ko-regulasi Antarmuka dan Massal untuk Peningkatan Elektrolit Konsentrasi Tinggi Terlokalisasi dalam Baterai Logam Seng yang Stabil dan Praktis

Abstrak
Baterai logam seng yang dapat diisi ulang (RZMB) menjanjikan untuk penyimpanan energi karena kapasitasnya yang tinggi dan efektivitas biaya. Namun, komersialisasi mereka terhambat oleh berbagai tantangan termasuk pertumbuhan dendrit, reaksi parasit, dan degradasi katode, khususnya pada kepadatan arus rendah dan rasio kapasitas negatif/positif (N/P). Elektrolit konsentrasi tinggi yang terlokalisasi menawarkan solusi potensial, tetapi ketergantungan mereka pada konsentrasi garam tinggi untuk mereplikasi struktur solvasi elektrolit konsentrasi tinggi membatasi kepraktisannya, karena sifat inert yang melekat pada pengencer yang membatasi perannya dalam kimia antarmuka. Di sini, kami menyajikan strategi ko-regulasi yang mengintegrasikan sifat massal dan antarmuka untuk mengembangkan elektrolit konsentrasi tinggi terlokalisasi yang ditingkatkan antarmuka (ILHCE). Dengan menggabungkan pengencer 1,4-dioksan yang tidak terkoordinasi dan kation 1-etil-3-metilimidazolium (emim+) ke dalam elektrolit encer berair, molekul dioksana ditarik ke dalam lapisan ganda listrik (EDL) melalui interaksi antara emim+ dan dioksana, sehingga menghasilkan efek pengenceran yang jelas dari elektrolit massal ke EDL. Hal ini menghasilkan EDL yang kaya anion dan kekurangan air di antarmuka anoda dan katoda, meningkatkan dinamika transpor Zn2+, memastikan stabilitas katoda, dan memperoleh antarmuka elektrolit padat yang berasal dari anion yang kuat. Baterai penuh yang menggunakan katoda Mn0.5V6O13 dengan rasio N/P rendah sebesar 1,77 menunjukkan retensi kapasitas 80% selama 300 siklus pada 0,2 A g-1, yang menyoroti ILHCE sebagai desain elektrolit transformatif menuju aplikasi dunia nyata.