Electrode and electrolyte regulation to promote coulombic efficiency and cycling stability of aqueous zinc-iodine batteries

法拉第效率 电解质 聚苯胺 碘化物 阳极 无机化学 水溶液 电极 电化学 化学 锌 化学工程 阴极 氧化还原 聚合物 有机化学 聚合 物理化学 工程类
作者
Wanlong Wu,Cuicui Li,Ziqi Wang,Hua‐Yu Shi,Yu Song,Xiaoxia Liu,Xiaoqi Sun
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:428: 131283-131283 被引量:91
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.131283
摘要

Aqueous zinc-iodine batteries are promising electrochemical energy storage systems due to the high safety and low cost. The application of zinc halide solution as the electrolyte allows the dual-plating mechanism on both electrodes, i.e. the redox reactions of Zn2+/Zn and I2/I- at the anode and cathode, respectively. These solid–liquid conversion processes guarantee excellent reaction kinetics. However, soluble polyiodide (I3-, I5-, etc.) are formed at the cathode either during the oxidation of I- or from the reaction between I- and I2. The dissolution of polyiodide in electrolytes causes rapid loss of charged products, leading to poor coulombic efficiency and fast self-discharge. Herein, we apply the synergistic regulation of electrode and electrolyte to confine the charged products. The conducting polymer polyaniline (PANI) is used as the polyiodide binder. It contains positively charged nitrogen sites, allowing the doping and effective binding of polyiodide anions through electrostatic attraction. At the same time, the complex in zinc halide electrolytes is regulated to eliminate free iodide anions and prevent the reaction with I2 to form more polyiodide. The optimized zinc-iodine aqueous battery delivers excellent rate capability thanks to the facile solid–liquid reactions as well as the high electrical conductivity of PANI. More importantly, it achieves a high coulombic efficiency of 99.2% with the capacity of 2 mAh cm−2 at 6 mA cm−2, and an excellent capacity retention of 99.9% after 1000 cycles is realized upon long-term cycling. The work proposes a potential pathway to realize stable energy storage in aqueous zinc-halogen 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
王小可完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
顾矜的应助被zhhhhh采纳,获得10
1秒前
2秒前
张大头发布了新的文献求助10
2秒前
LK发布了新的文献求助10
3秒前
材料虎发布了新的文献求助20
4秒前
静静发布了新的文献求助10
4秒前
领导范儿的应助被Gloria采纳,获得10
5秒前
斯文败类的应助被HCY采纳,获得30
5秒前
5秒前
旷野发布了新的文献求助10
5秒前
ab关注了科研通微信公众号
5秒前
cjhsci发布了新的文献求助10
6秒前
枭逍发布了新的文献求助10
7秒前
汉堡完成签到,获得积分10
9秒前
酷波er的应助被船c采纳,获得10
9秒前
flawless完成签到,获得积分10
10秒前
健忘傲之完成签到,获得积分20
10秒前
王念恩发布了新的文献求助20
10秒前
10秒前
脑洞疼的应助被曦和采纳,获得10
10秒前
10秒前
qwq睡了吗铁柱完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
Lm2864538795关注了科研通微信公众号
11秒前
12秒前
13秒前
直率的亦云完成签到,获得积分10
14秒前
可爱的函函的应助被逐风采纳,获得10
15秒前
时不我待C发布了新的文献求助30
15秒前
JS发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
老实人发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
bkagyin的应助被李大壮采纳,获得10
18秒前
5t5发布了新的文献求助10
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
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
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 2000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
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 7936479
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9423665
关于积分的说明 20958364
捐赠科研通 7525481
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3366416
关于科研通互助平台的介绍 2503460
邀请新用户注册赠送积分活动 2398359