3W次,每循环低至0.0004%!四川大学,最新Nature子刊!
学术
2024-11-12 14:40
广东
锌-碘(Zn-I2)电池具有安全性高、成本低、能量密度大等优点,因此受到能源行业的关注。然而,正极电极上的I3-副产物的穿梭和锌金属负极上的枝晶问题会导致循环寿命短。基于此,2024年11月9日,四川大学刘颖教授/林紫锋研究员/赵江琦副研究员在国际期刊Nature Communications发表题为《A tripartite synergistic optimization strategy for zinc-iodine batteries》的研究论文。在这里,研究人员提出了一种三方协同优化策略,包括MXene正极主体、正丁醇电解液添加剂和原位固体电解质界面(SEI)保护。MXene具有催化能力,可以增强反应动力学并减少I3-副产物。同时,部分溶解的正丁醇添加剂可以与MXene协同作用,抑制I3-的穿梭。此外,电解液中的正丁醇和I−可以协同改善Zn2+的溶剂化结构,且在锌负极表面原位生成了有机-无机混合SEI,诱导了稳定的非枝晶锌沉积。结果表明,该电池在5 A g-1的高比电流下,经过30,000个循环后,显示出0.30 mAh cm-2的高容量和0.34 mWh cm-2的能量密度,每循环的容量衰减仅为0.0004%。这项工作为后续研究提供了一种有希望的策略,以全面提高电池性能。
图1:Ti3C2Tx MXene正极主体的形态与电化学性能。图3:以MXene为正极主体,ZS/ZSI/ZSI-n为电解液,锌为负极的全电池电化学性能。Yan, W., Liu, Y., Qiu, J. et al. A tripartite synergistic optimization strategy for zinc-iodine batteries. Nat Commun 15, 9702 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53800-6🏅 我们提供专业的第一性原理、分子动力学、生物模拟、量子化学、机器学习、有限元仿真等代算服务。🎯我们的理论计算服务,累计助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果,计算数据已发表在Nature & Science正刊及大子刊、JACS、Angew、PNAS、AM系列等国际顶刊。 👏👏👏👉 点击阅读原文加我,探索更多优惠💖
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