?北理陳人杰ACS Nano:正極負極界面設計實現高穩定水系/有機系混合電池 2024年2月19日 上午10:39 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 21 Zn離子電池(ZIBs)由于其安全性、適度能量密度和豐富的鋅金屬儲備而迅速發展。然而,在基于鋅的負極上不可避免的枝晶生長和副反應,以及過渡金屬基正極上金屬元素的溶解,會破壞電極/電解質界面,最終降低ZIBs的電化學性能。 在此,北京理工大學陳人杰團隊提出了一種賦予協同正極/負極界面層的水/有機混合電解質。在負極上,ZnF2/Zn3(PO4)2誘導Zn成核,實現無枝晶和無腐蝕的電極形態。在正極上,與未改性電解質中的異常Zn沉積相比,利用混合電解質獲得的界面膜抑制了金屬元素的溶解,并避免了Zn在過渡金屬基正極上的沉積。 因此,基于改性電解質的金屬Zn負極和LiMn2O4正極的軟包電池(放電深度:40%)在235次循環后仍保持92mAh/g的容量,并具有穩定清潔的正極/負極界面。 圖1. Zn沉積示意圖 總之,該工作報告了一種有機/水混合電解質,它可以實現正極/負極界面層的協同作用。一方面,在負極上收獲了富含 ZnF2/Zn3(PO4)2的穩定SEI,抑制了HER的副反應和循環過程中的鈍化生成。因此,在混合電解質的基礎上,鋅對稱電池在 5 mA cm-2的高電流密度下進行了1325次無枝晶循環,過電位僅為62 mV,在約600次穩定循環中實現了99.3%的平均效率。另一方面,獲得的正極CEI可調節錳基過渡金屬材料中錳的溶解。 因此,基于鋅負極和 LMO 正極、使用混合電解質的全電池具有 82 mAh g-1的優異倍率性能。此外,具有40%DOD的LMO//Zn軟包電池在235次循環后可保持 92 mAh g-1的容量。相反,基于10:0電解質的類似電池只能維持約50次循環。因此,該工作所提出的簡單方法為構建長循環 ZIB 提供了一個方向。 圖2. 全電池性能 Highly Stable Aqueous/Organic Hybrid Zinc-Ion Batteries Based on a Synergistic Cathode/Anode Interface Engineering, ACS Nano 2023 DOI: 10.1021/acsnano.3c09419 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/2024/02/19/a663668710/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 ?JMCA:干凝膠法合成邊緣型鐵鈷原子對位點用于高效雙功能氧電催化 2023年10月15日 Nature Materials新突破:鋰離子電池軟共晶固態電解質! 2023年10月10日 魏軍團隊AFM綜述:3D打印超級電容器:技術、材料、設計及應用 2022年11月11日 當北大原校長林建華、新東方俞敏洪、西湖大學校長施一公三人同臺,你想問什么? 2023年11月21日 金榮超等JACS:HER電催化劑設計:原子級納米化學法將惰性Au轉化為活性催化劑 2023年10月13日 孫學良?院士,全固態電池最新AEM! 2024年6月18日