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由于水系電解液中鋅的腐蝕和鋅枝晶的形成，大多數報道的水系鋅電池的優異性能是在低鋅負極利用率（<0.6%）和低正極質量負載（<3 mg cm^-2）的情況下實現的。

復旦大學王永剛等人報道了一種新型鋅電池有機電解液，它由三氟甲烷磺酸鋅（Zn-TFMS）鹽、碳酸丙烯酯（PC）和磷酸三乙酯（TEP）的混合溶劑組成。

在這種電解液中，PC溶劑提供了高介電常數，使緊密結合的二價Zn²⁺和陰離子解離，而TEP溶劑通過提供高O供體密度提高了Zn鹽在電解液中的溶解度，并賦予電解液不可燃性。具有優化PC/TEP比的電解液具有高安全性、高離子電導率和寬穩定電位窗口。此外，這種電解液可以促進鋅沉積/剝離的順利進行并防止不希望的鋅腐蝕。

圖1 Zn-TFMS/(TEP+PC)電解液的表征

最后，作者使用優化的電解液制備了Zn//聚三苯胺復合材料（PTPAn）全電池。通過使用原位衰減全反射傅里葉變換紅外 (ATR-FTIR) 分析，證實了PTPAn正極在這種電解液中的p型氧化還原反應。

在充電過程中，PTPAn正極(C-N)失去一個電子并帶正電(C=N⁺)，然后與電解液中的陰離子(TFMS^–)結合以平衡電荷。放電過程與充電過程相反。此外發現Zn//PTPAn全電池表現出高電壓（最大電壓為2.0 V，平均電壓為1.5 V）和高倍率。

特別是，即使在正極中PTPAn的高質量負載（16 mg cm^-2）也能實現長壽命（2400次循環），其中負極中鋅的具有高利用率（3.5%）。

圖2 電化學性能及反應機制

A High-voltage Zn-Organic Battery Using Non-flammable Organic Electrolyte. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202108624

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復旦王永剛Angew：一種使用不可燃有機電解液的高壓鋅-有機電池

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