Low-Self-Discharge Nanoconfined Hydrogel Electrolyte for Stable High-Energy-Density Aqueous Zinc–Iodine Batteries

电解质 水溶液 材料科学 化学工程 氧化还原 纳米颗粒 储能 聚合 介孔材料 氢 动力学 离子 纳米技术 能量密度 化学 氢气储存 极限抗拉强度 产量(工程) 氢键 分解水
作者
Renming Liu,Dongdong Wang,Ze Gao,Daming Yang,Yuying Li,Xintao Long,Dan Luo,Ming Feng,Zhongwei Chen
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (6): 5217-5227 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c20669
摘要

Aqueous zinc–iodine batteries (AZIBs) leveraging four-electron I – /I 0 /I + redox chemistry show great promise in safe energy storage systems. However, realizing Ah-level AZIBs with industrial-grade parameters (≥10 mg cm –2 mass loading) remains fundamentally challenging. Here, we prepare the hydrogel electrolyte with mesoporous nanoparticles SBA-15 (MNPHE) by a nanoconfined polymerization strategy. The framework confinement effect, anion confinement effect, and free water confinement effect are achieved through Lewis acid–base interactions and hydrogen bond networks. The multiconfinement effects yield simultaneous ultrahigh mechanical strength (501 kPa tensile strength) and a record-high Zn 2+ transference number ( t Zn 2+ = 0.95), which collectively suppressed polyiodide generation and I + species hydrolysis. This results in markedly enhanced reversibility and kinetics for four-electron I – /I 0 /I + redox chemistry under a high-I 2 -mass-loading cathode. Based on MNPHE, the Zn||I 2 full cells display a record-low self-discharge rate with only 20% capacity loss after three months and a prolonged lifetime of 100,000 cycles at 25 C. Furthermore, Ah-level four-electron Zn||I 2 pouch cells achieve excellent cyclability of 800 cycles and an ultrahigh cathode-mass-specific energy density of 466.7 Wh kg –1, surpassing all aqueous Zn-based systems in the Ah-level regime.
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
虎头怪完成签到,获得积分10
刚刚
曲线的应助被晴朗泥泞采纳,获得10
1秒前
负责风华发布了新的文献求助30
1秒前
2秒前
3秒前
WW0216完成签到,获得积分10
3秒前
叶言驳回了Jasper的应助
4秒前
4秒前
4秒前
wei111111完成签到 ,获得积分10
4秒前
小马甲的应助被君打豆采纳,获得10
4秒前
李爱国的应助被holly采纳,获得10
5秒前
Linus完成签到 ,获得积分10
6秒前
njebcuiebvjc完成签到,获得积分10
6秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
13秒前
13秒前
小巧的绮南的应助被DELAY采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
悦耳问梅完成签到,获得积分10
15秒前
猫加鱼完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
麦苗果果发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
小七发布了新的文献求助10
17秒前
喋喋以喋以喋喋完成签到,获得积分10
17秒前
lyric发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
20秒前
20秒前
ZZQ发布了新的文献求助10
21秒前
CodeCraft的应助被晴子采纳,获得10
21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
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7952918
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9428906
关于积分的说明 20992939
捐赠科研通 7534361
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3369355
关于科研通互助平台的介绍 2505296
邀请新用户注册赠送积分活动 2401331