锌空气电池(ZABs)具有高能量密度和高安全性,但在碱性电解质中存在低氧反应可逆性和锌电极上的枝晶生长问题。非碱性电解质最近被认为可以改善ZAB中的界面过程。然而,由正极和锌负极电解质调节的动态演变和反应机制仍然难以捉摸。
基于此,中科院化学所文锐使用原位原子力显微镜揭示了放电过程中薄ZnO2纳米片在非碱性电解质中沉积,随后形成围绕它们的低模量产物。
在充电过程中,纳米片完全分解,揭示了O2/ZnO2化学的良好可逆性。留下由C=C和ZnCO3组成的低模量圆形轮廓,在后续循环中对促进氧还原反应(ORR)起着关键作用。
此外,原位光学显微镜显示,锌可以在非碱性电解质中均匀溶解和沉积,形成均匀的固态电解质界面。
我们的工作为非碱性电解质中两个电极界面上的界面反应提供了直接的证据和深入的理解,这可以启发先进ZAB的界面工程和材料设计策略。
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Wang, J., Lang, SY., Shen, ZZ. et al. In situ visualization of interfacial processes at nanoscale in non-alkaline Zn-air batteries.
Nat Commun 15, 10882 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-55239-1
文章来源:电解质前沿
《钠离子电池技术发展与产业前景研究报告》
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