Regulating the Electrical Double Layer with Supramolecular Cyclodextrin Anions for Dendrite-Free Zinc Electrodeposition

法拉第效率 过电位 成核 电解质 阳极 化学工程 材料科学 超分子化学 吸附 电流密度 金属 水溶液 化学物理 化学 电化学 结晶学 物理化学 电极 有机化学 晶体结构 工程类 物理 冶金 量子力学
作者
Lulu Wang,Chengzhen Shen,Chaoran Huang,Jitao Chen,Junrong Zheng
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (24): 24619-24631 被引量:105
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c03220
摘要

The interfacial stability of a Zn battery is dependent on the electrical double layer (EDL) that forms at the interface between the electrolyte and the Zn metal anode. A fundamental understanding of the regulation of the EDL structure and stability on the Zn surface is highly desirable for practical applications of aqueous batteries. Herein, the interfacial chemistry of the EDL is regulated by the adsorption of supramolecular cyclodextrin anions in the inner Helmholtz plane (IHP). The nucleation overpotential and the charge transfer activation energy for Zn 2+ to go through the OHP (Ea 1 ) and IHP (Ea 2 ) are increased, leading to slower Zn 2+ transfer kinetics. The electric field distribution and Zn 2+ flux in the proximity of the Zn metal surface are homogenized, thus suppressing the growth of dendrites. The mechanism is supported with theoretical and experimental analyses. Consequently, a Zn||Zn symmetric cell achieves an ultrahigh cumulative capacity of 10000 and 4250 mAh cm –2 at a respective current density of 10 and 50 mA cm –2, and an average Coulombic efficiency of 99.5% over 1000 cycles under harsh conditions (at a high current density of 10 mA cm –2 with a high capacity of 10 mAh cm –2 ). This work provides insight into the introduction of supramolecular anions to regulate the electrical double layer EDL structure and improve the interfacial stability.
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
peng发布了新的文献求助10
1秒前
共享精神应助SIDEsss采纳,获得10
1秒前
1秒前
4秒前
Francisco2333完成签到,获得积分10
4秒前
gy完成签到,获得积分10
5秒前
小巧风华发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
8秒前
8秒前
candyTT发布了新的文献求助10
9秒前
gy发布了新的文献求助10
10秒前
殷勤的紫槐给桥西小河的求助进行了留言
10秒前
10秒前
沙世平发布了新的文献求助10
12秒前
科目三应助花花采纳,获得20
12秒前
are完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
lyzzz完成签到,获得积分10
17秒前
cgq发布了新的文献求助10
18秒前
一灯清影完成签到 ,获得积分10
18秒前
时尚千万完成签到,获得积分20
18秒前
YAMABUKI完成签到,获得积分10
19秒前
had完成签到,获得积分10
20秒前
沙世平完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
李健应助wpeng采纳,获得10
23秒前
24秒前
奋斗含巧完成签到,获得积分10
24秒前
科研通AI6.3应助蓝天采纳,获得10
24秒前
半青一江完成签到 ,获得积分10
25秒前
乞明完成签到 ,获得积分10
25秒前
情怀应助熙熙攘攘采纳,获得10
25秒前
25秒前
28秒前
29秒前
十二应助鱼莫采纳,获得10
29秒前
30秒前
丘比特应助体贴骁采纳,获得10
30秒前
共享精神应助candyTT采纳,获得10
30秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Structural Geology: A Quantitative Introduction 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7215968
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8847720
关于积分的说明 18671456
捐赠科研通 6871644
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3184785
关于科研通互助平台的介绍 2346460
邀请新用户注册赠送积分活动 2159142