北化陈仕谋&邱介山/浙江大学陆俊AM,梯度SEI诱导高稳定锌阳极的晶体重取向!

科技   2024-11-18 20:08   江苏  

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定向锌(Zn)电沉积对水系锌金属电池的长期性能至关重要。然而,锌阳极和电解质之间复杂的界面反应阻碍了对锌金属沉积的全面理解。


基于此,北化陈仕谋&邱介山/浙江大学陆俊阐明了锌沉积的反应途径,并报告了锌单晶核的优先形成,随后是致密的锌(002)沉积,这是由梯度固态电解质界面(SEI)诱导的。


由丰富的B-O和C物种组成的梯度SEI促进了更快的Zn2+成核速率和更小的核尺寸,促进了Zn单晶核的形成。


此外,SEI的均匀性和机械稳定性确保了Zn阳极从Zn(101)面到(002)面的晶体重取向,有效地抑制了Zn2+剥离/镀覆过程中的枝晶生长和金属腐蚀。


这些优点显著提高了锌阳极的稳定性,对称锌电池的循环寿命延长和锌/铜不对称电池5000次循环的出色可逆性(>99.5%)证明了这一点。


值得注意的是,该策略还使无阳极Zn//I2电池能够稳定运行,其寿命长达3000次循环。


这项工作推进了对锌电化学行为的理解,包括锌成核、生长和Zn2+剥离/镀覆。

Crystallographic Reorientation Induced by Gradient Solid-Electrolyte Interphase for Highly Stable Zinc Anode

Adv. Mater. 2024, 2412667

https://doi.org/10.1002/adma.202412667


文章来源:电解质前沿

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