A solid-to-solid metallic conversion electrochemistry toward 91% zinc utilization for sustainable aqueous batteries

电化学 电解质 阳极 材料科学 水溶液 金属 枝晶(数学) 化学工程 扩散 剥离(纤维) 电化学窗口 电极 化学 冶金 有机化学 物理化学 离子电导率 工程类 复合材料 物理 热力学 数学 几何学
作者
Zhiguo Hou,Tengsheng Zhang,Xin Liu,Zhibin Xu,Jiahao Liu,Wanhai Zhou,Yitai Qian,Hong Jin Fan,Dongliang Chao,Dongyuan Zhao
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:8 (41): eabp8960-eabp8960 被引量:167
标识
DOI:10.1126/sciadv.abp8960
摘要

The diffusion-limited aggregation (DLA) of metal ion (Mn+) during the repeated solid-to-liquid (StoL) plating and liquid-to-solid (LtoS) stripping processes intensifies fatal dendrite growth of the metallic anodes. Here, we report a new solid-to-solid (StoS) conversion electrochemistry to inhibit dendrites and improve the utilization ratio of metals. In this StoS strategy, reversible conversion reactions between sparingly soluble carbonates (Zn or Cu) and their corresponding metals have been identified at the electrode/electrolyte interface. Molecular dynamics simulations confirm the superiority of the StoS process with accelerated anion transport, which eliminates the DLA and dendrites in the conventional LtoS/StoL processes. As proof of concept, 2ZnCO3·3Zn(OH)2 exhibits a high zinc utilization of ca. 95.7% in the asymmetry cell and 91.3% in a 2ZnCO3·3Zn(OH)2 || Ni-based full cell with 80% capacity retention over 2000 cycles. Furthermore, the designed 1-Ah pouch cell device can operate stably with 500 cycles, delivering a satisfactory total energy density of 135 Wh kg-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
华仔应助谢yiqu采纳,获得10
1秒前
cdercder应助Doraemon采纳,获得10
1秒前
Nexus应助小番茄采纳,获得20
1秒前
2秒前
JamesPei应助金刚葫芦采纳,获得10
2秒前
3秒前
小天发布了新的文献求助30
3秒前
xiaolizi应助Bonnienuit采纳,获得50
3秒前
5秒前
科研啦发布了新的文献求助10
5秒前
qq发布了新的文献求助10
6秒前
逸云关注了科研通微信公众号
6秒前
白依发布了新的文献求助10
6秒前
纵歌发布了新的文献求助10
6秒前
小秃子完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
beplayer1完成签到,获得积分10
7秒前
xttawy发布了新的文献求助10
8秒前
852应助努力采纳,获得10
8秒前
完美世界应助努力采纳,获得10
8秒前
yeuic发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
狄淇儿完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
Copyright应助开放涵柳采纳,获得10
12秒前
欢呼葶发布了新的文献求助10
12秒前
暖树完成签到,获得积分10
12秒前
文若发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
完美世界应助ttt采纳,获得10
13秒前
EricYang发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
bkagyin应助zkh采纳,获得10
16秒前
17秒前
CodeCraft应助mm采纳,获得10
19秒前
希望天下0贩的0应助light采纳,获得10
19秒前
19秒前
19秒前
rabpig应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 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
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7193131
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8829408
关于积分的说明 18641822
捐赠科研通 6829144
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3175986
关于科研通互助平台的介绍 2328143
邀请新用户注册赠送积分活动 2150487