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研究概述

定向鋅（Zn）電沉積對于水系鋅金屬電池的長期性能至關重要。

然而，鋅負極與電解液之間的復雜界面反應阻礙了對鋅金屬沉積的全面理解。

基于此，2024年11月16日，浙江大學陸俊教授/徐云凱、北京化工大學陳仕謀教授/邱介山教授在國際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Crystallographic Reorientation Induced by Gradient Solid-Electrolyte Interphase for Highly Stable Zinc Anode》的研究論文。

在這里，研究人員闡明了鋅沉積的反應路徑，并報告了在梯度固體電解質(zhì)界面（SEI）誘導下，優(yōu)先形成鋅單晶晶核，隨后形成致密的Zn(002)沉積。

研究發(fā)現(xiàn)，由豐富的B-O和C物種組成的梯度SEI有助于加快Zn²⁺成核速率、減小核尺寸，促進了鋅單晶晶核的形成。

此外，SEI的均勻性和機械穩(wěn)定性確保了鋅負極從Zn(101)到(002)面的晶體重定向，有效抑制了Zn²⁺剝離/沉積過程中的枝晶生長和金屬腐蝕。

這些優(yōu)勢顯著增強了鋅負極的穩(wěn)定性，對稱鋅電池循環(huán)壽命的延長和在Zn//Cu不對稱電池中超過5000次循環(huán)的優(yōu)異可逆性（>99.5%）都證明了這一點。

值得注意的是，這種策略還使得無負極鋅//I₂電池能夠穩(wěn)定運行，壽命長達3000次循環(huán)。

這項工作推進了對鋅成核、生長和Zn²⁺剝離/沉積等鋅電化學行為的理解。

圖文解讀

圖1：Zn²⁺的成核和生長行為。

圖2：循環(huán)過程中鋅負極的結(jié)構(gòu)與性能。

圖3：對稱和非對稱電池的電化學性能。

文獻信息

Crystallographic Reorientation Induced by Gradient Solid-Electrolyte Interphase for Highly Stable Zinc Anode,?Advanced Materials,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/11/19/2bf3ef8751/

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