Regulating solvation structure and inducing Zn (0 0 2) plane by a multifunctional electrolyte additive toward dendrite suppression and long-life zinc ion hybrid capacitors

电解质 阳极 电化学 水溶液 溶剂化 阴极 化学 无机化学 化学工程 材料科学 分子 电极 物理化学 有机化学 工程类
作者
Hui Peng,Xin Wang,Fan Yang,Zhiyuan Liu,Haikuo Lei,Shuzhen Cui,Xuan Xie,Guofu Ma
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:474: 145864-145864 被引量:80
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145864
摘要

The side reactions of dendrites growth and hydrogen evolution occur inevitably in the aqueous system of Zn anode, which is the fundamental culprits cause of the limited lifespan and Coulomb efficiency (CE) of Zn-based energy storage devices. Herein, for weakening and reconstruction of the solvated structure of hydrated Zn2+ and promote parallel Zn deposition, a cost-effective and green D-trehalose dihydrate (DT) additive is proposed to stabilize the Zn anode by adding it to the aqueous ZnSO4 electrolyte. The results of experiment and theoretical calculation proved that DT additive can effectively disrupt the original Zn2+ solvated sheaths and reconstruct hydrogen bond networks in the ZnSO4 electrolyte, thereby increasing the decomposition potential of H2O molecules and induced (0 0 2) crystal plane to form horizontally ordered and densely stacked Zn deposition, leading to significantly reducing the generation of sharp dendrites during the Zn plating and stripping process. In this way, the Zn anodes in optimized ZnSO4 + DT electrolyte exhibit enhanced the cycling stability with lifespan over 650 h and high CE of 99%, which is nearly 10 times more stable than that in pure ZnSO4 electrolyte. Moreover, Zn-ion hybrid capacitors (ZICs) assembled with ZnSO4 + DT electrolyte and N, P co-doped hard carbon (NPHC) as cathode exhibits a high discharge capacity of 123.5 mAh/g at 0.1 A/g and superior capacity retention (over 90% after ultra-long 20,000 cycles at 5 A/g), along with about 100% CE.
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
Owen应助追寻的黑猫啦啦啦采纳,获得10
2秒前
3秒前
初景发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
123发布了新的文献求助10
4秒前
小杨发布了新的文献求助10
4秒前
陈鑫发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
故意的以亦应助LucienS采纳,获得10
5秒前
6秒前
李爱国应助唯有采纳,获得10
6秒前
1111完成签到,获得积分10
6秒前
小唐完成签到,获得积分10
6秒前
9秒前
9秒前
Banananana发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
zhy神秘用户完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
科研通AI6.2应助czw采纳,获得20
11秒前
12秒前
13秒前
14秒前
草叶叶发布了新的文献求助10
14秒前
现代大神发布了新的文献求助20
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
桐桐应助椰椰拿铁采纳,获得10
16秒前
无算浮白完成签到,获得积分10
16秒前
无意的寻琴完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
陈鑫发布了新的文献求助10
16秒前
yan完成签到,获得积分10
17秒前
高高的山兰完成签到 ,获得积分0
17秒前
狂野紫丝发布了新的文献求助10
17秒前
王橘子发布了新的文献求助10
17秒前
树懒弟弟去巡山完成签到,获得积分10
17秒前
abcd完成签到,获得积分10
17秒前
Owen应助ltw采纳,获得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
A Study of the Model by which Principals’ Leadership Behaviour Influences Student Learning Outcomes in Elementary Schools 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
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 7710492
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9267222
关于积分的说明 20063883
捐赠科研通 7286520
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296952
关于科研通互助平台的介绍 2451484
邀请新用户注册赠送积分活动 2303985