Boosting Reversibility and Stability of Zn Anodes via Manipulation of Electrolyte Structure and Interface with Addition of Trace Organic Molecules

电解质 阳极 法拉第效率 材料科学 分子 化学工程 水溶液 离子 电化学 电极 化学 物理化学 有机化学 冶金 工程类
作者
Haiji Huang,Dongmei Xie,Jiachang Zhao,Pinhua Rao,Won Mook Choi,Kenneth Davey,Jianfeng Mao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (38) 被引量:32
标识
DOI:10.1002/aenm.202202419
摘要

Abstract The practical application of aqueous zinc‐ion batteries (AZIBs) is significantly limited by poor reversibility and stability of the Zn anode. Here, the first time addition of trace organic gamma butyrolactone (GBL) is reported to a typical ZnSO 4 electrolyte to controllably manipulate the electrolyte structure and interface. Judiciously combined experimental characterization and theoretical computation confirm that the GBL additive weakens the bonding strength between Zn 2+ ion and solvated H 2 O and rearranges the “Zn 2+ −H 2 O−SO 4 2– GBL” bonding network to reduce water activity and suppress corrosion and side products. The GBL molecules preferentially absorb on the surface of the Zn anode to give a uniform and compact Zn deposition. As a result, the Zn anode is boosted to run over 3105 cycles (6210 h) with average Coulombic efficiency of 99.93% under 1 mA cm –2 and 1 mAh cm –2 , and exhibit stable cycling for 1170 h under harsh testing conditions of 10 mA cm –2 and 10 mAh cm –2 . Additionally, the Zn–MnO 2 full cells using the ZnSO 4 –GBL electrolyte exhibit a high capacity of 287 mAh g –1 at 0.5 A g –1 and good capacity retention of 87% following 400 cycles. These findings will be of immediate benefit to design low cost AZIBs for clean energy storage.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
彭于晏应助JJ田叶采纳,获得10
1秒前
CharlotteBlue应助虚心以丹采纳,获得10
2秒前
峰宝宝发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
yy完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Vivi完成签到,获得积分10
5秒前
穆弘凯发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
dropwater完成签到,获得积分10
10秒前
susu完成签到,获得积分10
10秒前
Akim应助沉默的谷秋采纳,获得10
11秒前
马艺帆发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
搜集达人应助lym采纳,获得10
12秒前
SciGPT应助肉丸子采纳,获得10
13秒前
Wi~完成签到,获得积分10
14秒前
Abby发布了新的文献求助10
14秒前
bkagyin应助susu采纳,获得10
16秒前
大牛关注了科研通微信公众号
16秒前
wwwww完成签到 ,获得积分10
16秒前
zy完成签到,获得积分10
17秒前
大模型应助Arthur采纳,获得10
17秒前
boss发布了新的文献求助100
17秒前
熠熠完成签到,获得积分10
17秒前
huahai完成签到 ,获得积分10
19秒前
25秒前
25秒前
万能图书馆应助Wi~采纳,获得10
26秒前
26秒前
29秒前
30秒前
CipherSage应助张继妖采纳,获得10
30秒前
31秒前
33秒前
jituher完成签到,获得积分10
33秒前
阿巴完成签到 ,获得积分10
33秒前
yaqingzi发布了新的文献求助10
36秒前
36秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Cross-Cultural Psychology: Critical Thinking and Contemporary Applications (8th edition) 800
Counseling With Immigrants, Refugees, and Their Families From Social Justice Perspectives pages 800
マンネンタケ科植物由来メロテルペノイド類の網羅的全合成/Collective Synthesis of Meroterpenoids Derived from Ganoderma Family 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 400
Statistical Procedures for the Medical Device Industry 400
藍からはじまる蛍光性トリプタンスリン研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2375936
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2084098
关于积分的说明 5226712
捐赠科研通 1810914
什么是DOI,文献DOI怎么找? 903860
版权声明 558463
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 482527