新加坡科技设计大学杨会颖教授 ACS Nano：水系CdSO4电解液打造耐腐蚀、无枝晶Cd金属负极

本文研究了水系CdSO4电解液在镉金属电池中的应用。研究背景指出水系电池因其安全性和环保性成为锂离子电池的有力竞争者，但常见水系金属负极存在枝晶生长和腐蚀问题。研究目的是通过调控CdSO4电解液的浓度，优化Cd2+的溶剂化结构，从而抑制副反应和枝晶生长。研究结果表明，3M CdSO4电解液中的[Cd(H2O)6(SO4)3]4-溶剂化结构显著降低了水分子活性，提高了脱溶剂化/电荷转移动力学，使Cd负极实现了长达2,000小时以上的稳定循环和99.7%的库伦效率。搭配V2O5正极的全电池在200 A g-1的倍率下仍能提供105.6 mAh g-1的比容量，并在50 A g-1下循环30,000次。此外，作者还提出了Cd金属和电解液的环保回收策略，为Cd电池的规模化应用提供了思路。