بررسی الکترولیت هیبریدی ۱۲M Zn(NO₃)₂·۴H₂O-ACN برای استفاده در باتری روی-یون

الکترولیت های "آب در نمک" به دلیل پنجره پایداری الکتروشیمایی گسترده، گامی مهم در پیشرفت باتری ها و ابرخازن های آبی به شمار می آیند. با این حال، کارایی این الکترولیت ها به دلیل سینتیک پایین نفوذ یون های فلزی مانند لیتیم یا روی بسیار محدود شده است. برای حل این چالش، می توان با اضافه کردن یک کمک حلال آلی به الکترولیت آبی، یک الکترولیت هیبریدی آب/غیرآبی تولید کرد. این رویکرد باعث افزایش سرعت نفوذ یون های فلزی و غلبه بر مشکلات سینتیکی آن ها می شود. در این پژوهش، ویژگی های فیزیکوشیمیایی سیستم الکترولیت هیبریدی (۱-x) ۱۲ M Zn(NO₃)₂·۴H₂O-xACN بررسی شد. نتایج نشان داد که افزودن ۱۰ درصد وزنی استونیتریل به الکترولیت آبی ۱۲ M Zn(NO₃)₂·۴H₂O، ساختار حل شوندگی را بهبود می بخشد، پیوندهای O-H را محدود کرده، تعداد پیوندهای Free O-H را کاهش داده و یون Zn۲+ را به شدت هیدراته می کند. این تغییرات منجر به افزایش رسانایی الکتریکی شده است. آزمون های الکتروشیمیایی با استفاده از الکترود شناخته شده CuHCF انجام گرفت. این ارزیابی ها نشان دهنده بازگشت پذیری بالا با ظرفیت اولیه mAh/g ۹۱ و حفظ بیش از % ۹۰ ظرفیت پس از ۱۰۰ چرخه بود. بررسی های قابلیت نرخ پذیری نیز بهبود چشمگیر در سینتیک واکنش ها و حفظ ظرفیت % ۸۰ پس از افزایش ۲۰ برابری نرخ شارژ را در الکترولیت های حاوی ۱۰ درصد وزنی استونیتریل نشان داد. علاوه بر این، اندازه گیری های امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) حاکی از افزایش ۲۰ برابری ضریب نفوذ یون Zn۲+ در مقایسه با الکترولیت آبی بود.

کلیدواژه ها:

باتری روی-یون ، الکترولیت هیبریدی ، ساختار حل شوندگی ، سینتیک واکنش الکتروشیمایی