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    浙大陆俊等JACS.:可逆Zn金属电池新突破!
    来源: 时间:2023-10-30 09:25:26 浏览:1445次

    第一作者:Wangwang Xu、Jiantao Li

    通讯作者:陆俊教授、Jiantao Li、Kangning Zhao

    通讯单位:浙江大学、阿贡国家实验室、洛桑联邦理工学院(EPFL)

    DOI: 10.1021/jacs.3c06523




    研究背景

    水系锌离子电池(ZIBs)具有低成本、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优点,受到了广泛的关注,显示出巨大的大型储能器件的应用潜力。锌金属电池受到水腐蚀的强烈阻碍,因为溶剂化的锌离子会将活性水分子不断地带到电极/电解质界面。基于此,浙江大学陆俊教授等人报道了一种牺牲溶剂化壳,能从电极/电解质界面排斥活性水分子,并协助形成一个富含氟的有机−无机梯度固体电解质界面(SEI)层,实现高度可逆的锌金属电池。




    文章要点

    1、作者展示了牺牲溶剂化壳体的概念,以延缓促进形成富含氟的有机−无机梯度SEI层,实现高度可逆的锌金属电池。其中,甲醇促进了Zn(H2O)2(CH3OH)22+溶剂化结构的形成。在牺牲脱溶过程中,两个甲醇分子与锌离子强烈结合,形成Zn(CH3OH)22+结构,阻止了溶剂化水分子在界面上的形成。甲醇和Zn(CF3SO3)2的同时牺牲作用形成了富-有机表面(和富无机CH2OC)的梯度SEI层,结合了快速扩散和高灵活性的优点。

    2、在Zn对称电池中,可以在铜箔上进行无枝晶Zn剥离/沉积,CE为300次,40 mA/cm2的超高累积镀层容量为10 Ah/g。在低NP比为2的情况下,高面积容量VO2//20 μm厚Zn板全电池的超高面积容量为4.7 mAh/cm2,显示出250次周期的稳定循环能力。本工作通过直接利用20 μm锌板实现商业水平的面积容量,为商业化Zn金属电池迈出了重要的一步,将简化制造过程,促进商业化Zn电池的发展。




    图文展示

     

    图1. Zn(CF3SO3)2等结构的表征

     

    图2.电解质的表征

     

    图3.材料的原位光学显微图像和扫描电镜图像

     

    图4.材料的TOF-SIMS表征和扫描电镜图像

     

    图5.Zn沉积/剥离过程的表征

     

    图6. VO2/Zn电池的电化学性能表征

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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