Blocking the Dendrite‐Growth of Zn Anode by Constructing Ti4O7 Interfacial Layer in Aqueous Zinc‐Ion Batteries

材料科学 阳极 枝晶(数学) 水溶液 图层(电子) 离子 化学工程 无机化学 冶金 电极 纳米技术 物理化学 有机化学 化学 工程类 数学 几何学
作者
Yang Song,Yongduo Liu,Shijian Luo,Yuran Yang,Fadong Chen,Meng Wang,Lin Guo,Siguo Chen,Zidong Wei
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (25) 被引量:78
标识
DOI:10.1002/adfm.202316070
摘要

Abstract Zinc metal is a promising choice as a high‐capacity and cost‐effective anode for aqueous zinc‐based batteries. However, it faces challenges related to low cycling stability and poor reversibility due to parasitic reactions and the growth of zinc dendrites. In this study, a solution is proposed by introducing a conductive Ti 4 O 7 layer on the zinc anode to enhance electrode stability. The Ti 4 O 7 layer serves a dual purpose, effectively preventing spontaneous corrosion of the zinc anode in the electrolyte, thereby inhibiting the hydrogen evolution reaction and the generation of byproducts. Simultaneously, it promotes Zn nucleation and ensures a uniform electric field distribution, resulting in homogeneous Zn plating and stripping compared to using a bare zinc anode. Consequently, the Ti 4 O 7 ‐coated Zn anode experiences a significant reduction in over‐potential, demonstrating long‐term stability and dendrite‐free behavior. This outcome ensures low polarization potential and high cycling stability in zinc‐ion batteries. The work underscores the potential of conductive oxides in the development of stable metal electrodes.
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