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学术   2024-10-09 11:55   广东  
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研究概述
有害的枝晶生长和析氢反应(HER)限制了锌金属负极的实际应用,尤其是在高电流密度下。
以往的工作表明,构建Zn(002)纹理可以有效抑制枝晶生长和HER。然而,商业锌金属的表面颗粒分布仍然不清晰。
基于此,2024年10月7日,复旦大学王飞教授、刘洋青年研究员在国际期刊Advanced Energy Materials发表题为《Mechanical Grinding Formation of Highly Reversible (002)-Textured Zinc Metal Anodes》的研究论文。
在这里,研究人员展示了一种简单的机械研磨方法来构建(002)纹理的锌金属负极。
研磨后,商业锌金属的(002)相对纹理系数从10.58增加到42.28,表明(002)晶面暴露显著增加
制备的(002)纹理锌负极表现出141 mA cm−2的高临界电流密度,并在50 mA cm−2、1 mAh cm−2下可稳定循环超过1500次。
得益于这种(002)纹理锌负极的稳定性和快速动力学,锌离子电容器的功率密度达到8500 W kg-1,循环次数超过10000次,库仑效率(CE)超过99.9%。
这项研究为无枝晶和抑制HER的锌金属负极提供了基础性和实用性见解,并为其他金属电池提供了启发性指导。
图文解读
图1:锌负极的DFT计算和表征
图2:(002)纹理锌负极在循环过程中的形貌变化和表面粗糙度
图3:(002)纹理锌负极超级电容器的电化学性能
文献信息
Mechanical Grinding Formation of Highly Reversible (002)-Textured Zinc Metal Anodes, Advanced Energy Materials2024. https://doi.org/10.1002/aenm.202403598
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