Metallic Zinc Anode Working at 50 and 50 mAh cm−2 with High Depth of Discharge via Electrical Double Layer Reconstruction

材料科学 阳极 成核 图层(电子) 丙酮 扩散 吸附 电解质 化学工程 水溶液 氢 多孔性 锌 分析化学(期刊) 纳米技术 电极 复合材料 热力学 冶金 有机化学 物理化学 化学 工程类 物理
作者
Xin Shi,Jin Wang,Fan Yang,Xiaoqing Liu,Yanxia Yu,Xihong Lu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (7) 被引量:120
标识
DOI:10.1002/adfm.202211917
摘要

Abstract Achieving high‐rate and high‐areal‐capacity Zn anode with high depth of discharge (DOD) offers a bright future for large‐scale aqueous batteries. However, Zn deposition suffers from severe dendrite growth and side reactions, which compromises achievable lifetime. Herein, an electrical double layer (EDL) reconstruction strategy is proposed by employing acetone as electrolyte additive to fully address these issues. Experimental and theoretical simulation results reveal that the adsorption priority of acetone to water on Zn creates a water‐poor inner Helmholtz layer. Meanwhile, the intense hydrogen bonding effect between acetone and water confines the activity of free water and weakens the Zn 2+ solvation in the outer Helmholtz layer and diffusion layer. Such ion/molecule rearrangement in EDL suppresses hydrogen evolution, facilitates the desolvation process, and promotes the Zn 2+ diffusion kinetics, which guides homogeneous Zn nucleation and uniform growth, even in extreme situations. At both ultrahigh current density of 50 mA cm −2 and areal capacity of 50 mAh cm −2 , the addition of 20 v/v% acetone in 2 m ZnSO 4 extends the lifespan of Zn//Zn symmetric cells from 12 to 800 h, with a high DOD of 73.5%. The effectiveness of this strategy is further demonstrated in the Zn‐MnO 2 full batteries at wide temperature range from −30 to 40 °C.
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
Gobias完成签到,获得积分10
刚刚
在水一方的应助被皮皮明采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
nnmmuu完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
李李05完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
谨慎建辉完成签到,获得积分10
2秒前
YY的应助被追寻的雅柔采纳,获得10
2秒前
无极微光的应助被麟龙采纳,获得20
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
自由雅山完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
wefun发布了新的文献求助10
5秒前
充电宝的应助被耍酷的惜儿采纳,获得10
5秒前
9979发布了新的文献求助10
5秒前
明明发布了新的文献求助10
5秒前
英俊的背包完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Gu发布了新的文献求助10
6秒前
小六完成签到 ,获得积分10
7秒前
李健的应助被YKUN采纳,获得10
7秒前
张张张发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
在水一方的应助被樱岛采纳,获得10
8秒前
leung发布了新的文献求助10
8秒前
爱科研的小黄同学完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
林林林林发布了新的文献求助10
9秒前
周国超发布了新的文献求助10
9秒前
luck完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
Lucas的应助被小甜采纳,获得10
10秒前
Zzz完成签到,获得积分0
11秒前
隐形曼青的应助被Gu采纳,获得10
11秒前
疯狂鱼博士完成签到,获得积分10
11秒前
11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 Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
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 8140194
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540568
关于积分的说明 21640791
捐赠科研通 7724307
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3421054
关于科研通互助平台的介绍 2546230
邀请新用户注册赠送积分活动 2463114