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Dendrite Elimination by Regulating Ion and Electron Distribution at the Electrode‐Electrolyte Interface

材料科学 电解质 阳极 剥离(纤维) 电极 过电位 溶解 离子 枝晶(数学) 电子转移 电镀(地质) 化学物理 化学工程 纳米技术 电化学 复合材料 物理化学 有机化学 化学 地质学 工程类 几何学 数学 地球物理学
作者
Junchao Zhu,Guoquan Jiang,Qingchun Chen,Nan Qiu,Yuan Wang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (30) 被引量:5
标识
DOI:10.1002/aenm.202501196
摘要

Abstract While planar Zn deposition is extensively explored for dendrite suppression, the critical stripping process governing morphology evolution remains underexplored. An interfacial ion/electron redistribution strategy is proposed that establishes bidirectional regulation of plating/stripping dynamics through rationally designed Cu microsquare‐patterned Zn electrodes. The heterogeneous Cu microsquare makes interfacial ion/electron redistributed, and random dendritic growth is restricted to certain regions and is no longer characterized by sustained growth. This interfacial engineering synergistically enhances ionic transfer in topographically guided bare Zn gaps while simultaneously activating preferential dendrite dissolution through surface energy‐mediated overpotential elevation. The coordinated dual mechanism spatially confines stripping reactions within designated zones, achieving spontaneous dendrite eradication. In contrast to previous works concentrating on artificial interfacial layers or patterned designs, this work not only highlights the importance of adjusting ion and electron distribution in the plating/stripping process but also emphasizes the significance of confined and preferential regions in electrode design, achieving dendrite elimination. Consequently, the modified Zn electrode enables symmetric Zn//Zn cells to achieve over 2000 h cycling stability at 0.25 mA cm −2 . Furthermore, the modified Zn anode enables Zn//MnO 2 cells to show a ≈80% improvement in specific capacity after 1800 cycles at 1.0 A g −1 compared to bare Zn anodes.
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