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Accès ouvert déclaré 2025 article

Gradient chaotropic regulation of Zn2+ solvation chemistry for low-temperature zinc metal batteries

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Rattachement africain : be, cn, au. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Aqueous zinc-ion batteries have emerged as a promising system for safe and sustainable energy storage. However, their practical application is hindered by detrimental interfacial side reactions and inadequate low-temperature performance. Herein, we report the design of a gradient chaotropic ionic liquid (IL)-based aqueous electrolyte (Emim⁺-TFA⁻/OTf⁻-Zn2+-H2O), which can simultaneously fulfil the conflicting demands of dendrite-free zinc deposition and low-temperature operation. By forming an antifreeze electrolyte with a hydrophobic yet salt-philic interface, the proposed formulation overcomes the limitations of conventional IL-based systems that rely on H2O-lean compositions, complex additives, or elaborate solvent mixtures. Thus, the assembled zinc-ion cells exhibit improved zinc plating/stripping stability. At a current density of 0.1 mA cm−2 and 0.1 mAh cm−2, the Zn | |Zn symmetric cells endure prolonged zinc plating/stripping, exceeding 13,000 h at −30 °C and 6690 h at −40 °C. In full cells, Zn | |VO2@VO maintains nearly 100% capacity retention over 3500 cycles at 0.2 A g−1 and −40 °C. This gradient chaotropic Zn2+ electrolyte design provides a versatile platform for effective antifreeze Zn2+ solvation chemistry and accelerated interfacial ion transport, enabling high-performance zinc batteries in subzero environments. Aqueous zinc-ion batteries are promising for sustainable energy storage but challenged in low temperatures. Here, authors develop a gradient chaotropic ionic liquid-based aqueous electrolyte design that enables dendrite-free operation and robust low-temperature performance (to −40 °C).

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Gradient chaotropic regulation of Zn2+ solvation chemistry for low-temperature zinc metal batteries
Date Crossref
20/12/2025
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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