Bilateral Nitrogen Interface Chemistry for Dendrite-Free Zinc–Iodine Batteries with Enhanced Four-Electron Redox Activity

氧化还原 化学 阳极 水溶液 电解质 化学工程 环己胺 溶剂化 无机化学 电池(电) 胺气处理 储能 电化学 动力学 氮气 电极 材料科学 亲核细胞 纳米技术
作者
Yongshuai Liu,Wenyi Lu,Fengkai Zuo,Shaochong Cao,Pengshu Yi,Longli Ma,Zhu Liu,Shan He,Zhouhong Ren,Liang Cao,Mingxin Ye,Jianfeng Shen
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (7): 5577-5590 被引量:21
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c16195
摘要

Aqueous zinc–iodine (Zn–I2) batteries, owing to their compelling combination of environmental friendliness, cost-effectiveness, and enhanced safety features, are regarded as promising candidates for large-scale energy storage systems. Nevertheless, the limited I2/2I– two-electron redox chemistry and nonuniform Zn deposition critically impair the energy density and cycling stability of aqueous Zn–I2 batteries, hindering their practical deployment. Herein, multifunctional cyclohexylamine hydrochloride (CHAH) additive is introduced into the ZnSO4 electrolyte, which synergistically enables a dendrite-free Zn anode for extended cyclability and simultaneously activates a stable four-electron 2I+/I2/2I– redox chemistry at the I2 cathode. Combined experimental characterization and theoretical calculations reveal that the cyclohexylamine (CHA) reconstructs the Zn2+ solvation structure by displacing active H2O, while fostering a nitrogen-rich solid electrolyte interphase on the Zn anode at the same time. It suppresses parasitic reactions and enables excellent Zn plating/stripping cycling for 2150 h at 1 mA cm–2/1 mAh cm–2. Furthermore, nucleophilic amine groups in CHA act synergistically with Cl– to coordinate I+ by forming (2CHA)­ICl, which improves four-electron 2I+/I2/2I– redox kinetics and achieves exceptional Zn–I2 battery performances (256.3 mAh g–1 at 10 A g–1). This bilateral nitrogen interface chemistry mechanism offers key insights into the development of high-performance Zn–I2 batteries.
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
刚刚
iorpi发布了新的文献求助30
刚刚
reubenxq完成签到 ,获得积分10
1秒前
才思敏捷的橙子完成签到,获得积分10
1秒前
Nole的应助被undergo采纳,获得10
1秒前
FashionBoy的应助被忧伤的皓轩采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.4的应助被wg采纳,获得10
2秒前
2秒前
斯文墨镜完成签到,获得积分10
4秒前
考拉发布了新的文献求助10
4秒前
文静的笑槐完成签到,获得积分10
4秒前
马来自农村的马完成签到 ,获得积分10
6秒前
1lan关注了科研通微信公众号
6秒前
拾玖完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
斯文墨镜发布了新的文献求助10
9秒前
yu的应助被14采纳,获得10
9秒前
巫山非云也完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
PP完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
扑灯的飞蛾完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
科研通AI6.2的应助被DKJ采纳,获得10
11秒前
蔚昭完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
zhouleiwang完成签到,获得积分10
12秒前
zcq发布了新的文献求助10
12秒前
牛战士从不摘下面具完成签到,获得积分10
12秒前
李健的应助被Enb采纳,获得10
13秒前
haima发布了新的文献求助10
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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
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 8148918
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9546500
关于积分的说明 21675550
捐赠科研通 7735951
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423964
关于科研通互助平台的介绍 2549013
邀请新用户注册赠送积分活动 2467044