Abstrak
Dalam elektrolit ZnSO4 berair , ligan air yang sangat reaktif menyebabkan pembentukan dendrit yang parah, reaksi evolusi hidrogen (HER), dan korosi anoda seng, yang secara signifikan menghambat efisiensi pelapisan/pelepasan dan ketahanan siklus baterai seng-ion berair (AZIB). Untuk mengatasi tantangan ini, elektrolit khelasi logam-organik dikembangkan dengan memanfaatkan garam seng terkoordinasi (ZSA) yang terkoordinasi dengan gugus asam 5-sulfosalisilat (SA). Perhitungan teoritis mengungkapkan bahwa orbital molekul tak terisi terendah (LUMO) ZSA sebagian besar terlokalisasi pada ligan SA 2− daripada pada H 2 O, yang mengakibatkan berkurangnya aktivitas H 2 O terkoordinasi. Akibatnya, elektrolit ZSA menunjukkan pembalikan pelapisan/pelepasan Zn yang ditingkatkan secara signifikan dibandingkan dengan elektrolit ZnSO4 konvensional . Baterai simetris Zn//Zn yang menggunakan elektrolit ZSA mencapai siklus hidup yang melebihi 1400 jam, sementara baterai asimetris Cu//Zn yang menggunakan elektrolit mencapai efisiensi Coulombik rata-rata sebesar 99,1%, mengungguli elektrolit berbasis ZnSO4 . Studi mikroskopi dan antarmuka elektroda-elektrolit mengonfirmasi bahwa elektrolit ZSA secara efektif menekan pertumbuhan dendrit Zn, HER, dan korosi anoda seng. Baterai poli(1,5-diaminonaftalena) (1,5-PDAN)//Zn yang telah didemonstrasikan yang menggunakan elektrolit ZSA menunjukkan masa pakai yang sangat panjang lebih dari 7500 siklus, mempertahankan retensi kapasitas di atas 71% pada 1,0 A g −1 . Studi ini menyoroti potensi signifikan elektrolit kompleks logam-organik yang dirancang secara rasional dalam mengembangkan baterai sekunder multivalen berair yang hemat biaya, siklus panjang, dan ramah lingkungan.