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    浙大陸俊等JACS.：可逆Zn金屬電池新突破！
    來源： 時(shí)間：2023-10-30 09:25:26 瀏覽：1391次

    第一作者：Wangwang Xu、Jiantao Li

    通訊作者：陸俊教授、Jiantao Li、Kangning Zhao

    通訊單位：浙江大學(xué)、阿貢國家實(shí)驗(yàn)室、洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)

    DOI: 10.1021/jacs.3c06523




    研究背景

    水系鋅離子電池（ZIBs）具有低成本、高離子電導(dǎo)率、高安全性和環(huán)境友好性等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注，顯示出巨大的大型儲能器件的應(yīng)用潛力。鋅金屬電池受到水腐蝕的強(qiáng)烈阻礙，因?yàn)槿軇┗匿\離子會將活性水分子不斷地帶到電極/電解質(zhì)界面?；诖耍?strong style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;">浙江大學(xué)陸俊教授等人報(bào)道了一種犧牲溶劑化殼，能從電極/電解質(zhì)界面排斥活性水分子，并協(xié)助形成一個(gè)富含氟的有機(jī)?無機(jī)梯度固體電解質(zhì)界面（SEI）層，實(shí)現(xiàn)高度可逆的鋅金屬電池。




    文章要點(diǎn)

    1、作者展示了犧牲溶劑化殼體的概念，以延緩促進(jìn)形成富含氟的有機(jī)?無機(jī)梯度SEI層，實(shí)現(xiàn)高度可逆的鋅金屬電池。其中，甲醇促進(jìn)了Zn(H2O)2(CH3OH)22+溶劑化結(jié)構(gòu)的形成。在犧牲脫溶過程中，兩個(gè)甲醇分子與鋅離子強(qiáng)烈結(jié)合，形成Zn(CH3OH)22+結(jié)構(gòu)，阻止了溶劑化水分子在界面上的形成。甲醇和Zn(CF3SO3)2的同時(shí)犧牲作用形成了富-有機(jī)表面（和富無機(jī)CH2OC?）的梯度SEI層，結(jié)合了快速擴(kuò)散和高靈活性的優(yōu)點(diǎn)。

    2、在Zn對稱電池中，可以在銅箔上進(jìn)行無枝晶Zn剝離/沉積，CE為300次，40 mA/cm2的超高累積鍍層容量為10 Ah/g。在低NP比為2的情況下，高面積容量VO2//20 μm厚Zn板全電池的超高面積容量為4.7 mAh/cm2，顯示出250次周期的穩(wěn)定循環(huán)能力。本工作通過直接利用20 μm鋅板實(shí)現(xiàn)商業(yè)水平的面積容量，為商業(yè)化Zn金屬電池邁出了重要的一步，將簡化制造過程，促進(jìn)商業(yè)化Zn電池的發(fā)展。




    圖文展示

     

    圖1. Zn(CF3SO3)2等結(jié)構(gòu)的表征

     

    圖2.電解質(zhì)的表征

     

    圖3.材料的原位光學(xué)顯微圖像和掃描電鏡圖像

     

    圖4.材料的TOF-SIMS表征和掃描電鏡圖像

     

    圖5.Zn沉積/剝離過程的表征

     

    圖6. VO2/Zn電池的電化學(xué)性能表征

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    12條評論
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    全部 3小時(shí)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。現(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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