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基于地球上豐富的多價金屬的二次電池為高能量密度和潛在的低成本電力存儲提供了有希望的途徑。電池充電過程中由無序金屬結晶引起的負極可逆性差仍然是深度循環金屬電池實際應用的一個基本的、百年歷史的挑戰。

在此，美國康奈爾大學Lynden A. Archer教授及浙江大學陸盈盈研究員等人通過動態吸附在包含石墨化C₃N₄（gC₃N₄）納米片的簡單膠體電解液中形成的人工中間相，可以實現致密且垂直排列的Zn電沉積。

gC₃N₄納米片與六方密堆積 (HCP) Zn的晶體學高度匹配，且在沉積/剝離過程中動態吸附/解吸在 (0002) Zn 面上。原位定量實驗表明，有序的鋅沉積導致每個循環期間鋅的消耗顯著減少，且降低了副產物的積累。

圖1. 在電場下形成定向的界面相和Zn電沉積物

因此，以鋅負極為例，在深度循環條件（6~20 mAh cm^-2）下，通過人工中間相的動態調節可以實現異?？赡娴匿\沉積/剝離（CE>99.8%），吸附在選擇性面上的人工界面相可以促進共面堆疊的鋅電沉積并阻礙與電解液相關的界面副反應。

此外，通過動態界面調節的全電池可以實現大約普通鋅金屬全電池13倍的循環壽命（400 次循環）和連續運行時間（1100 小時）。動態界面介導的鋅負極的循環后表征表明，全電池優異的循環穩定性可歸因于垂直排列的電沉積物上的高效和有序剝離模式。

更重要的是，提出的動態界面概念還可以擴展到在多價金屬電池中實現密集組裝的鎂（CE>98.6%）和鋁電沉積（CE>98.74%），這為深循環金屬電池的發展提供了一條全新的途徑。

圖2. 動態界面介導的鋅負極循環

圖3. 由動態界面介導的實用鋅金屬電池的電化學性能

Dynamic interphase–mediated assembly for deep cycling metal batteries, Science Advances 2021. DOI: 10.1126/sciadv.abl3752

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