Building Ion-Conductive Supramolecular Elastomeric Protective Layer via Dynamic Hard Domain Design for Stable Zinc Metal Anodes

材料科学 弹性体 化学工程 电解质 阳极 水溶液 聚合物 高分子化学 复合材料 电极 有机化学 化学 冶金 物理化学 工程类
作者
Chenbei Zhang,Xiaohu Qian,Dong Wang,Chengtao Chen,Yingdong Chen,Tao Chen,Jiajun Fu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (41): 48185-48195 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsami.3c10154
摘要

The instability of zinc metal anode caused by zinc dendrite growth and severe parasitic reactions has significantly restricted the extensive application of rechargeable aqueous zinc-ion batteries (RAZBs). Herein, based on the strategy of dynamic hard domains, we develop an ion-conductive supramolecular elastomer consisting of Zn salts and the polyurethane-urea-polypropylene glycol polymer skeleton. This elastomer combines high mechanical strength, high ionic conductivity, decent hydrophobicity, and high adhesion to stabilize the electrode-electrolyte interface. In the elastomer system, this elastomer can dynamically adapt to the volume changes of Zn anodes during repeated zinc plating/stripping processes through the reversible dissociation/reassociation of hierarchical hydrogen bonds (H-bonds) formed by the polar groups of urea and urethane moieties. Meanwhile, the coordination of Zn2+ with soft polypropylene glycol (PPG) segments contributes to fast ion transport. This hydrophobic elastomer can also effectively inhibit water-induced corrosion by shielding the active Zn metal from the aqueous electrolyte. Based on the above synergies, the surface-modified anode shows excellent cycling stability above 550 h at a high current density of 5 mA cm-2 and a capacity of 2.5 mAh cm-2. Moreover, the assembled Zn//MnO2 full cell also displayed an enhanced electrochemical performance. This work provides inspiration for the design of solid electrolyte interphase (SEI) layers in aqueous battery chemistry to accelerate the application of RAZBs.
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
cai完成签到,获得积分10
1秒前
李健的小迷弟应助Penzias采纳,获得10
1秒前
自信的月饼完成签到,获得积分10
1秒前
NexusExplorer应助张子捷采纳,获得10
1秒前
ardejiang发布了新的文献求助10
2秒前
爆米花应助abo采纳,获得10
3秒前
寿司求学记完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
徐蹇发布了新的文献求助10
5秒前
小xy完成签到,获得积分10
6秒前
吾日三省吾身完成签到 ,获得积分10
7秒前
马尔斯完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
明月念斯人完成签到 ,获得积分10
7秒前
曾经寄文发布了新的文献求助10
9秒前
xiaozhejia完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
我很开心完成签到,获得积分10
10秒前
徐蹇完成签到,获得积分10
10秒前
龙成阳完成签到 ,获得积分10
11秒前
feiyang发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
13秒前
羿_liu完成签到,获得积分10
13秒前
漾漾发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
xiaozhejia发布了新的文献求助10
14秒前
evaz完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
15秒前
剁椒鱼头发布了新的文献求助10
15秒前
卷卷卷儿完成签到 ,获得积分10
16秒前
www完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
hongyintao完成签到,获得积分10
18秒前
炙热猎豹发布了新的文献求助10
18秒前
AneyWinter66完成签到,获得积分0
18秒前
19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
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 801
The Psychological Quest for Meaning 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5960478
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7208316
关于积分的说明 15955873
捐赠科研通 5096717
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2738627
邀请新用户注册赠送积分活动 1700826
关于科研通互助平台的介绍 1618906