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High‐Loading Gel Cathodes Enabling Energetic Zinc Metal Batteries with Device‐Level Capacities Beyond 100 Ah L −1

阴极 阳极 材料科学 多孔性 电偶阳极 化学工程 金属 润湿 水溶液 相容性(地球化学) 自愈水凝胶 纳米技术 空隙(复合材料) 纳米颗粒
作者
Junjie Zheng,Lulu Wang,Jinglin Xian,Ziting Zhi,Zhi Huang,Weiyi Yan,Kang Liu,Peihua Yang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (52): e21452-e21452
标识
DOI:10.1002/anie.202521452
摘要

Zinc metal batteries offer high theoretical capacity but are hindered by the absence of cathodes with capable of matching zinc anodes at high loadings. Herein, we present a gel cathode architecture that leverages the compatibility of hydrogels with aqueous batteries to integrate strong interfacial wettability and a porous framework. This design reduces ion transport tortuosity, accelerates interfacial kinetics, and enables an unprecedented active material loading of 60 mg cm-2. As a result, full cells paired with zinc anodes achieve a state-of-the-art volumetric capacity of 120 Ah L-1. Furthermore, a 1.8 Ah pouch cell validates the scalability and practical feasibility of this approach, establishing a versatile pathway for developing high-loading cathodes and advancing energetic zinc metal batteries.
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