Polyanionic hydrogel electrolyte enables reversible and durable Zn anode for efficient Zn-based energy storage

阳极 电解质 法拉第效率 材料科学 化学工程 储能 电化学 纳米技术 化学 电极 量子力学 物理 工程类 物理化学 功率(物理)
作者
Chunjiang Jin,Congcong Yang,Hongyu Mi,Chenchen Ji,Fengjiao Guo,Chengzhe Liu,Ziqiang Liu,Nianjun Yang
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:86: 373-381 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.08.008
摘要

Aqueous Zn-ion energy storage systems, which are expected to be integrated into intelligent electronics as a secure power supply, suffer poor reversibility of Zn anodes, predominantly associated with dendritic growth and side reactions. This study introduces a polyanionic strategy to address these formidable issues by developing a hydrogel electrolyte (PACXHE) with carboxyl groups. Notably, the carboxyl groups within the hydrogel structure establish favorable channels to promote the transport of Zn2+ ions. They also expedite the desolvation of hydrated Zn2+ ions, leading to enhanced deposition kinetics. Additionally, these functional groups confine interfacial planar diffusion and promote preferential deposition along the (002) plane of Zn, enabling a smooth surface texture of the Zn anode. This multifaceted regulation successfully achieves the suppression of Zn dendrites and side reactions, thereby enhancing the electrochemical reversibility and service life during plating/stripping cycles. Therefore, such an electrolyte demonstrates a high average Coulombic efficiency of 97.7% for 500 cycles in the Zn||Cu cell and exceptional cyclability with a duration of 480 h at 1 mA cm−2/1 mA h cm−2 in the Zn||Zn cell. Beyond that, the Zn-ion hybrid micro-capacitor employing PACXHE exhibits satisfactory cycling stability, energy density, and practicality for energy storage in flexible, intelligent electronics. The present polyanionic-based hydrogel strategy and the development of PACXHE represent significant advancements in the design of hydrogel electrolytes, paving the way for a more sustainable and efficient future in the energy storage field.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
WZYY完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
payload完成签到,获得积分10
3秒前
Galahad_14发布了新的文献求助10
4秒前
无情的凝蝶完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
7秒前
汉堡包应助pugongy采纳,获得10
8秒前
沐雨完成签到,获得积分10
8秒前
自然完成签到,获得积分10
8秒前
LTJ完成签到,获得积分10
9秒前
怡然夏槐发布了新的文献求助10
10秒前
DrCuiTianjin发布了新的文献求助10
10秒前
怕孤单的寒天完成签到,获得积分10
10秒前
littlejin完成签到 ,获得积分10
10秒前
zhhh完成签到,获得积分10
11秒前
田様应助辣姜采纳,获得10
12秒前
14秒前
WHB完成签到,获得积分10
15秒前
竹笋爱炒肉完成签到,获得积分10
16秒前
想发一篇贾克斯完成签到,获得积分10
16秒前
搬砖的化学男完成签到 ,获得积分0
16秒前
111完成签到 ,获得积分10
16秒前
happy发布了新的文献求助10
17秒前
hmm萌萌哒哒完成签到,获得积分10
18秒前
浩然完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
康xf完成签到,获得积分10
20秒前
令尊是我犬子完成签到 ,获得积分10
20秒前
今天完成签到 ,获得积分10
21秒前
十七完成签到 ,获得积分10
22秒前
科研通AI6.1应助DungHoang采纳,获得10
25秒前
25秒前
大个应助yyx采纳,获得10
25秒前
jery完成签到,获得积分10
26秒前
幽默的老师完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444891
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258696
关于积分的说明 17592292
捐赠科研通 5504659
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901611
邀请新用户注册赠送积分活动 1878590
关于科研通互助平台的介绍 1718233