清華深研院楊誠(chéng)AEM:多功能陽(yáng)離子添加劑實(shí)現(xiàn)高可逆鋅金屬負(fù)極 2023年10月18日 上午10:11 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 9 水系鋅金屬電池因其低成本、高安全性和環(huán)境友好性等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。然而,鋅金屬負(fù)極上的嚴(yán)重副反應(yīng)(即枝晶生長(zhǎng)和副產(chǎn)物形成)極大地限制了它們的進(jìn)一步發(fā)展。 清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院楊誠(chéng)等通過(guò)引入雙功能電解液添加劑(銨陽(yáng)離子基鹽)來(lái)解決關(guān)鍵問(wèn)題,以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期和高度可逆的鍍鋅/剝離。 圖1 ZnCl2基電解液中雙功能TMA陽(yáng)離子的示意圖 這里選擇季銨(三乙基甲基銨,TMA)陽(yáng)離子作為稀釋ZnCl2和ZnSO4電解液中的電解液添加劑。具體而言,在沉積過(guò)程中,TMA陽(yáng)離子不僅可以吸附在鋅金屬表面上通過(guò)靜電排斥抑制局部鋅的積累,從而使鋅沉積均勻,而且可以通過(guò)參與接觸離子對(duì)(CIP)的構(gòu)成,利用強(qiáng)空間位阻效應(yīng),將水分子從鋅離子的溶劑化結(jié)構(gòu)中排出,從而抑制水致副反應(yīng)。 圖2 Zn||Zn對(duì)稱(chēng)電池性能 基于TMA陽(yáng)離子的雙重功能,Zn||Zn對(duì)稱(chēng)電池在1 mA cm-2的電流密度下穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)2145小時(shí),過(guò)電位僅為20 mV,在5 mA cm-2的電流密度下穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)500小時(shí)。Zn||Ti半電池穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)750次循環(huán),庫(kù)倫效率(CE)保持在97.7%以上。 此外,Zn||MnO2電池和Zn||AC電容器的電化學(xué)可逆性得到有效提高。上述結(jié)果證實(shí),TMA陽(yáng)離子的引入成功地實(shí)現(xiàn)了在稀水系電解液中高度可逆的鋅金屬負(fù)極。這種陽(yáng)離子添加劑為先進(jìn)水系金屬電池的未來(lái)發(fā)展提供了一種有前途的方法。 圖3 Zn||MnO2全電池在ZnSO4基電解液中的電化學(xué)性能 A Versatile Cation Additive Enabled Highly Reversible Zinc Metal Anode. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102780 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://m.xiubac.cn/index.php/2023/10/18/5ad8fe3188/ 電池 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 深大Appl. Catal. B.:Ag納米粒子修飾硼烯負(fù)載Co3O4催化劑助力OER 2023年10月14日 南大周勇&王金蘭JACS:超薄納米片光催化高效、選擇性CO2還原 2023年11月27日 余承忠/劉超AM:“納米工廠(chǎng)”模擬現(xiàn)代工廠(chǎng)自動(dòng)化,高效電催化硝酸鹽還原合成氨! 2024年4月16日 楊勇/閆鵬飛/范鑫銘Angew.:量化鋰離子電池中單晶富鎳正極的退化 2023年10月6日 慕尼黑工業(yè)大學(xué)/華東師范大學(xué),今日Science! 2024年1月26日 張乃慶/張宇EES:多功能類(lèi)SEI結(jié)構(gòu)涂層實(shí)現(xiàn)高電流/容量穩(wěn)定鋅負(fù)極 2023年10月1日