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    南大周豪慎Angew.:CE近100%!海藻糖添加劑助力Zn-Cu電池
    來源: 時間:2023-08-28 10:47:19 瀏覽:1258次


    第一作者:Haoyu Li

    通訊作者:周豪慎教授、郭少華教授

    通訊單位:南京大學(xué)

    DOI: 10.1002/anie.202310143


    01

    研究背景

    鋅(Zn)負(fù)極的中等可逆性是鋅離子電池中的長期挑戰(zhàn),促進(jìn)了合適的電解質(zhì)添加劑的探索。對于穩(wěn)定的Zn負(fù)極,在多個界面反應(yīng)中構(gòu)建光滑沉積的絕對優(yōu)勢至關(guān)重要,包括抑制側(cè)寄生反應(yīng)和促進(jìn)Zn電鍍過程?;诖?,南京大學(xué)周豪慎教授和郭少華教授等人首次將海藻糖(THL)引入水電解質(zhì)中以穩(wěn)定Zn負(fù)極,研究了海藻糖在抑制析氫和加速Zn沉積中的關(guān)鍵作用。由于添加海藻糖的解鎖晶體面定向沉積,通過(002)平面暴露,電沉積從薄片的隨機(jī)積累變成了致密體。結(jié)果獲得了高度可逆的鋅陽極,在Zn-Cu電池中平均CE為99.8%,在9.0%的分離深度下超過1500 h穩(wěn)定循環(huán)。


    02

    文章要點

    1、作者將海藻糖(THL)引入水電解質(zhì)中以穩(wěn)定Zn陽極,實現(xiàn)了具有良好可逆性的Zn沉積,在Z-Cu電池中平均CE為99.8%,并在1500 h內(nèi)穩(wěn)定循環(huán)(9.0% DOD)。利用貧電解質(zhì)提高了良好的速率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。THL添加劑的可用性也在使用ZVO正極的全電池中得到了證明,提供了2000次循環(huán)的提高速率性能和高穩(wěn)定性。

    2、海藻糖(THL)破壞水氫鍵網(wǎng)絡(luò),減少析氫反應(yīng)(HER),水和Zn2+在THL上的吸附位點的不匹配也是Zn2+溶劑化環(huán)境較弱的原因。此外,由THL分子表層引起的各種測量證明了加速Zn沉積/溶解動力學(xué)。

    3、通過從微生物學(xué)中擴(kuò)展自衛(wèi)機(jī)制,作者探索了海藻糖在電解質(zhì)調(diào)節(jié)中的應(yīng)用。首次報道了海藻糖在電解質(zhì)改性中的跨學(xué)科應(yīng)用。根據(jù)熱力學(xué)和反應(yīng)動力學(xué)原理,研究了海藻糖在抑制析氫和加速Zn沉積中的關(guān)鍵作用。該工作為Zn負(fù)極穩(wěn)定添加劑的探索提供了新的見解。


    03

    圖文展示

     

    圖1.THL從生物保護(hù)到Zn負(fù)極穩(wěn)定的應(yīng)用遷移示意圖

     

    圖2. THL的溶劑化作用

     

    圖3. THL對負(fù)極表面和鍍Zn的作用

     

    圖4.(002)平面曝光的光滑沉積形態(tài)

     

    圖5.添加THL改善Zn負(fù)極性能

     

    圖6.比較Zn-ZVO全電池在1 M ZSO和5 mM THL中的性能

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    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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