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研究概述

緩慢的傳輸動(dòng)力學(xué)和不良的枝晶生長(zhǎng)嚴(yán)重阻礙了鋅金屬電池的性能。

基于此，2024年10月28日，湖北大學(xué)王浩教授/萬(wàn)厚釗教授、中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所陳馳副研究員在國(guó)際期刊Advanced Functional Materials發(fā)表題為《Bifunctional Ion Rectification Layer Separators Toward Superior Reversible Dendrite-Free Zinc Metal Anodes》的研究論文。

在此，研究人員開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)特的雙功能離子整流策略，使用真空蒸發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了一種涂層隔膜，以實(shí)現(xiàn)高效的離子傳輸。

高導(dǎo)電性的銅涂層隔膜充當(dāng)離子再分配器，確保電場(chǎng)分布均勻。

銅涂層的優(yōu)異親鋅性充當(dāng)離子加速器，促進(jìn)離子傳輸，并促進(jìn)鋅在隔膜上的面對(duì)面沉積。

因此，這種協(xié)同作用使電池能夠在高電流密度（8 mA cm^-2時(shí)累積容量高達(dá)10 800 mAh cm^-2）和高放電深度（94%DOD時(shí)超過(guò)200小時(shí)）下穩(wěn)定運(yùn)行。

銅涂層隔膜展現(xiàn)出超過(guò)2400小時(shí)的可逆沉積/剝離壽命，平均庫(kù)侖效率為99.88%。

值得注意的是，銅涂層隔膜顯著增強(qiáng)了Zn||V₆O₁₃和Zn||MnO₂全電池的倍率性能和循環(huán)容量。

這種具有雙功能離子整流策略的功能隔膜為鋅金屬負(fù)極的挑戰(zhàn)提供了一個(gè)有希望的解決方案。

圖文解讀

圖1：不同隔膜對(duì)鋅沉積形態(tài)和鋅枝晶生長(zhǎng)的影響

圖2：Zn||Zn電池的循環(huán)性能和鋅沉積行為

圖3：Zn||V₆O₁₃和Zn||MnO₂全電池的電化學(xué)性能

文獻(xiàn)信息

Bifunctional Ion Rectification Layer Separators Toward Superior Reversible Dendrite-Free Zinc Metal Anodes,?Advanced Functional Materials,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，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/2024/11/04/d938bb8de2/

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