Designing Anion‐Type Water‐Free Zn2+ Solvation Structure for Robust Zn Metal Anode

法拉第效率 电解质 过电位 水溶液 氯化物 电化学 电偶阳极 阳极 化学 无机化学 离子 溶剂化 电极 阴极保护 物理化学 有机化学
作者
Qiu Zhang,Yeming Ma,Yong Lü,Xunzhu Zhou,Lin Lin,Lin Liu,Zhenhua Yan,Qing Zhao,Kai Zhang,Jun Chen
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:133 (43): 23545-23552 被引量:48
标识
DOI:10.1002/ange.202109682
摘要

Abstract Rechargeable aqueous Zn batteries are potential for large‐scale electrochemical energy storage due to their low cost and high security. However, Zn metal anode suffers from the dendritic growth and interfacial hydrogen evolution reaction (HER), resulting in the deterioration of electrode/battery performance. Here we propose that both dendrites and HER are related to the water participated Zn 2+ solvation structure‐Zn(H 2 O) 6 2+ and thus can be resolved by transforming Zn(H 2 O) 6 2+ to an anion‐type water‐free solvation structure‐ZnCl 4 2− , which is achieved in traditional ZnSO 4 aqueous electrolyte after adding chloride salt with a bulky cation (1‐ethyl‐3‐methylimidazolium chloride). The elimination of cation‐water interaction suppresses HER, while the electrostatic repulsion between Zn tips and the anion solvation structure inhibits dendrite formation. As a result, the electrolyte shows uniform Zn deposition with an average Zn plating/stripping Coulombic efficiency of ≈99.9 %, enabling a capacity retention of 78.8 % after 300 cycles in anode‐free Zn batteries with pre‐zincificated polyaniline as the cathode. This work provides a novel electrolyte design strategy to prevent HER and realize long‐lifespan metal anode.
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
1秒前
科研通AI6应助春日采纳,获得10
2秒前
li发布了新的文献求助10
2秒前
ontheway发布了新的文献求助10
2秒前
Sora完成签到,获得积分10
2秒前
秋夏完成签到,获得积分10
3秒前
Akim应助kyrrt采纳,获得10
5秒前
雨落完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
8秒前
8秒前
专注芾完成签到,获得积分20
9秒前
继国严发布了新的文献求助10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
xy发布了新的文献求助10
10秒前
研友_8DWw0Z完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
xhlxhl发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
TT发布了新的文献求助10
13秒前
CodeCraft应助mistletoe采纳,获得10
13秒前
今后应助tyh采纳,获得10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
汉堡包应助长情笑柳采纳,获得10
15秒前
王丹丹发布了新的文献求助10
15秒前
li完成签到,获得积分10
17秒前
高翔发布了新的文献求助10
17秒前
蓬蓬发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI6应助Rose采纳,获得10
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
清秀斓完成签到,获得积分10
19秒前
爆米花应助Os采纳,获得10
21秒前
白灼西兰花完成签到,获得积分10
21秒前
在水一方应助乘风采纳,获得10
22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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Red Book: 2024–2027 Report of the Committee on Infectious Diseases 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5655477
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4799227
关于积分的说明 15073084
捐赠科研通 4813867
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2575400
邀请新用户注册赠送积分活动 1530756
关于科研通互助平台的介绍 1489432