Highly reversible and stable Zn metal anode under wide temperature conditions enabled by modulating electrolyte chemistry

阳极 水溶液 电解质 化学 电化学 金属 化学工程 PEG比率 枝晶(数学) 吸附 聚乙二醇 乙二醇 聚合物 材料科学 无机化学 电极 有机化学 物理化学 经济 几何学 工程类 数学 财务
作者
Jing Zhou,Hao Yuan,Jieqiong Li,Wei Wei,Yanmei Li,Jiawei Wang,Liwei Cheng,Da Zhang,Yang Ding,Da Chen,Hua Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:442: 136218-136218 被引量:53
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.136218
摘要

Aqueous Zn metal batteries (ZMBs) are promising for next-generation energy storage. However, the grievous Zn dendrite growth at low temperatures and severe parasitic reactions of Zn metal anode at high temperatures greatly restrict the development of wide-temperature aqueous ZMBs. Herein, the above problems faced by Zn metal anode are solved by introducing a multi-hydroxyl polymer (polyethylene glycol, PEG) cosolvent, and thus high cyclic stability of aqueous ZMBs under wide temperatures (-20 to 80 °C) is achieved. At subzero temperatures, PEG adsorbed on the Zn surface induces uniform deposition of Zn2+, which inhibits dendrite growth. Meanwhile, the interaction between PEG and water molecules diminishes the activity of free water by perturbing hydrogen bonds, which suppresses the parasitic reactions of Zn anode at elevated temperatures. As a result, Zn||Zn symmetric cells achieve an ultralong-term cycling life of over 1000 h at 0.2 mA cm−2 at −20 °C or at 1 mA cm−2 at 20 °C, and exhibit an ultrahigh cumulative cycling capacity (CCC) of over 1500 mAh cm−2 at 60 °C, which is superior to the previously reported ZMBs. Moreover, the Zn||[email protected]2O5 full batteries also exhibit excellent electrochemical performance from −20 °C to 80 °C, suggesting great potential for practical applications.
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
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
Astraeus应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
情怀应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
hoy发布了新的文献求助10
刚刚
FashionBoy应助若琦2026采纳,获得10
刚刚
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
田様应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
1秒前
Q52关闭了Q52文献求助
1秒前
1秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
yanghaiyu发布了新的文献求助10
1秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得30
1秒前
1秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
songhaha发布了新的文献求助10
2秒前
情怀应助做我所做采纳,获得10
2秒前
微笑白风完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Yearn发布了新的文献求助10
3秒前
呵呵完成签到,获得积分10
3秒前
小熊天天学习完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
汉堡包应助Clare采纳,获得10
4秒前
Ariel完成签到,获得积分10
5秒前
ljz发布了新的文献求助10
5秒前
没有生椰的拿铁完成签到,获得积分20
5秒前
lzq完成签到,获得积分10
5秒前
wyr完成签到,获得积分0
5秒前
5秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
Synfacts Issue 07 · Volume 22 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7133680
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8783236
关于积分的说明 18567116
捐赠科研通 6718284
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3153083
关于科研通互助平台的介绍 2278176
邀请新用户注册赠送积分活动 2127432