陳人杰/李麗NML:通過增加成核過電位實現高可逆的鋅金屬負極 2023年9月25日 下午2:45 ? 頭條, 頂刊 ? 閱讀 108 枝晶的形成嚴重影響了鋅離子電池(ZIBs)的進一步發展。增加成核過電位對實現金屬離子的均勻沉積起著至關重要的作用。然而,據悉,這一策略還沒有引起研究人員的足夠重視。 圖1 過電位對鋅沉積過程影響的示意圖和不同電解液沉積鋅的形貌 北京理工大學陳人杰、李麗等將L-酒石酸鈉(Na-L)這種典型的絡合劑引入ZnSO4(ZS)電解液中,以調節無枝晶的ZIBs的成核過電位。 實驗和理論模擬顯示,L-酒石酸陰離子(L-)可以進入Zn2+的初級溶劑化殼,減少H2O分子的數量并適當增加去溶劑化能壘。此外,Na+可以優先吸附在Zn金屬負極上,并在突出的Zn突起周圍誘導出一個動態靜電屏蔽層,從而阻礙簡單的針狀Zn沉積。 圖2 Na?L在鋅沉積中作用的物理化學研究 因此,在Na-L添加劑的作用下,改性電解液(ZS-Na-L)中的Zn成核過電位可以從28.3 mV增加到45.9 mV。 因此,ZS-Na-L電解液使Zn-Cu電池在電流密度為10 mA cm-2的情況下,在600次循環中具有約99.8%的高庫侖效率(CE)。此外,在10 mA cm-2的電流密度下,具有優化電解液的Zn-Zn電池表現出穩定的Zn沉積,持續時間約為500小時。 最后,具有高質量負載Li2MnO4(LMO)正極(約12 mg cm-2)的Zn全電池在500次循環后提供了90 mAh g-1的穩定放電容量。這些結果證明了成核過電位對鋅沉積的重要性,并為其他金屬負極提供了一個研究范式。 圖3 電化學性能研究 Highly Reversible Zn Metal Anodes Enabled by Increased Nucleation Overpotential. Nano-Micro Letters 2023. DOI: 10.1007/s40820-023-01136-z 原創文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/09/25/6988d11ad5/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 彭生杰/胡峰Angew.:FE近100%!Ag-ZnO/Ti3C2Tx助力CO2制CO 2023年10月3日 陶新永團隊Small:氨基功能化界面層實現超均勻非晶固體電解質界面助力高性能鋅電池 2023年9月30日 羅加嚴/劉山ACS Nano:為固態鈉離子電池設計準液態合金界面 2023年10月5日 ?蘇大/柏林工大Adv. Sci.:硒空位起大作用,助力NiSe2-VSe高效穩定電催化O2轉化為H2O2 2023年10月15日 ?清華/鄭大AFM:構建界面Fe-O-N/S鍵,有效抑制CoFe MTF/Fe2O3光陽極載流子復合 2024年2月18日 ?南開AM:鈉離子電池超穩定層狀氧化物陰極材料的配位化學調控 2024年6月3日