陈涛教授、傅佳骏教授AEM：用仿生低温保护添加剂重构低温锌水系电池电解液网络结构，提升电池低温循环性...

主要观点总结

本文报道了一种基于仿生低温保护添加剂重构低温锌水系电池电解液网络结构的研究。作者使用季铵盐半乳甘露聚糖(q-GPA)作为低温保护添加剂，将其加入到三氟甲烷磺酸锌(Zn(OTf)2)水溶液中，以构建具有优异循环稳定性和倍率性能的低温水系电池。该添加剂能够抑制冰晶在零下温度下的形成，降低电解质的冰点，并调节界面电场以加速Zn2+沉积动力学，从而抑制锌枝晶的生长。在常温下的锌对称电池和全电池的性能评估表明，q-GPA可以显著提高电池的循环稳定性。此外，分子动力学模拟和原位变温FTIR研究揭示了q-GPA的作用机制。

关键观点总结

关键观点1: q-GPA的引入对电解液性质的影响

通过光谱表征和理论计算探索q-GPA在电解质中的作用机理。富含羟基的q-GPA与水之间的强相互作用可以破坏水分子之间原有的氢键网络，从而降低水的冰点。

关键观点2: q-GPA添加剂对Zn电沉积的影响及其吸附行为的验证

q-GPA对Zn的成核和生长行为具有良好的调节能力，并且可以引导Zn2+沿(002)晶面优先沉积。EDLC测试、EQCM测试以及XPS结果进一步验证了q-GPA在锌负极表面的吸附行为。

关键观点3: 常温下锌对称电池和全电池的性能评估

实验结果表明，q-GPA可以显著提高锌对称电池和全电池的循环稳定性。

关键观点4: 低温下q-GPA的作用机制探索与电池性能验证

分子动力学模拟和原位变温FTIR研究揭示了q-GPA抑制冰重结晶活性的微观起源，并验证了其在电解质结构调制和冰晶抑制方面的重要作用。

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