Zn 2 ⁺‐Rich Chelate Layer Facilitates Ultrahigh‐Rate Zinc Anodes Via Cation Compensation and Anion Repulsion

阳极 材料科学 法拉第效率 电解质 锌 螯合作用 离子 化学工程 水溶液 扩散 无机化学 剥离(纤维) 图层(电子) 纳米技术 电极 化学 物理化学 冶金 有机化学 复合材料 工程类 物理 热力学
作者
Yuzhe Zhang,Rouya Wang,Huaisheng Ao,Tao Ma,Xuekun Zhu,Xiaotan Zhang,Jian Rong,Ziyao Zhou,Zhongchao Bai,Shi Xue Dou,Nana Wang,Zhongyu Li
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (18) 被引量:37
标识
DOI:10.1002/aenm.202404203
摘要

Abstract Aqueous Zn ion batteries hold great promise for next‐generation large‐scale energy storage systems due to their low cost, intrinsic safety, and environmental friendliness. However, the reversibility of Zn metal anodes is limited by severe side reactions and dendritic growth, caused by interfacial concentration gradients. To address this, a Zn 2+ ‐rich zinc phytate (ZP) chelate layer is introduced as artificial solid electrolyte interphase (SEI) that eliminates these concentration gradients through ions compensation. Theoretical calculations and experimental results demonstrate that the ZP layer, rich in Zn 2 ⁺ ions and exhibiting strong chelating ability to capture more Zn 2+ , enables rapid and dynamic ion replenishment at the interface, significantly improving Zn 2 ⁺ transport kinetics and ensuring a uniform Zn 2 ⁺ flux. Moreover, the strong chelation of PO₄ groups restricts the 2D diffusion of Zn 2 ⁺ ions, promoting the uniform Zn deposition. Additionally, the ZP layer repels anions and restricts water molecules migration at the Zn anode surface, fundamentally suppressing side reactions. As a result, the modified Zn anode exhibits stable Zn plating/stripping for ≈2400 h at 1 mA cm −2 and 1 mAh cm −2 , with an average Coulombic efficiency of 99.8%. Furthermore, the assembled ZP@Zn//VO 2 cell displays 87.5% capacity retention after 6000 cycles at the current density of 5 A g −1 .
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
今后的应助被饱满鸿采纳,获得10
刚刚
陈凯鸿发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
harlotte完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
叉踢踢发布了新的文献求助10
2秒前
一颗小行星完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
领导范儿的应助被Alma采纳,获得10
3秒前
11发布了新的文献求助10
3秒前
初景的应助被樱99采纳,获得20
3秒前
tree发布了新的文献求助10
3秒前
Owen的应助被Estimado采纳,获得10
4秒前
OAO完成签到,获得积分10
4秒前
tangtang发布了新的文献求助10
5秒前
左左左左完成签到,获得积分10
5秒前
zyami发布了新的文献求助20
6秒前
细腻灵雁发布了新的文献求助10
7秒前
四夕完成签到 ,获得积分10
7秒前
Iris发布了新的文献求助10
8秒前
体贴皮带完成签到 ,获得积分10
8秒前
黄铁成完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
wsws2105发布了新的文献求助10
10秒前
香蕉觅云的应助被yangyang采纳,获得10
10秒前
无花果的应助被橙子采纳,获得10
11秒前
wanci的应助被阿坤采纳,获得10
12秒前
水知道完成签到,获得积分10
12秒前
null的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
jin的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
小蘑菇的应助被科研通管家采纳,获得10
13秒前
小二郎的应助被科研通管家采纳,获得30
13秒前
lnr完成签到 ,获得积分20
13秒前
蜂蜜柚子完成签到,获得积分10
13秒前
七听的应助被科研通管家采纳,获得30
13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
Energie-Contracting 1500
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8081057
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9497203
关于积分的说明 21399529
捐赠科研通 7649281
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3401563
关于科研通互助平台的介绍 2530665
邀请新用户注册赠送积分活动 2440217