Molecular‐Crowding Effect Mimicking Cold‐Resistant Plants to Stabilize the Zinc Anode with Wider Service Temperature Range

电解质 材料科学 法拉第效率 水溶液 阳极 化学工程 电化学 电池(电) 无机化学 化学 热力学 物理化学 有机化学 物理 工程类 功率(物理) 电极
作者
Huaizheng Ren,Sai Li,Bo Wang,Yanyan Zhang,Tian Wang,Qiang Lv,Xiangyu Zhang,Lei Wang,Xiao Han,Fan Jin,Changyuan Bao,Pengfei Yan,Nan Zhang,Dianlong Wang,Tao Cheng,Huan Liu,Shi Xue Dou
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (1) 被引量:202
标识
DOI:10.1002/adma.202208237
摘要

Growth of dendrites, the low plating/stripping efficiency of Zn anodes, and the high freezing point of aqueous electrolytes hinder the practical application of aqueous Zn-ion batteries. Here, a zwitterionic osmolyte-based molecular crowding electrolyte is presented, by adding betaine (Bet, a by-product from beet plant) to the aqueous electrolyte, to solve the abovementioned problems. Substantive verification tests, density functional theory calculations, and ab initio molecular dynamics simulations consistently reveal that side reactions and growth of Zn dendrites are restrained because Bet can break Zn2+ solvation and regulate oriented 2D Zn2+ deposition. The Bet/ZnSO4 electrolyte enables superior reversibility in a Zn-Cu half-cell to achieve a high Coulombic efficiency >99.9% for 900 cycles (≈1800 h), and dendrite-free Zn plating/stripping in Zn-Zn cells for 4235 h at 0.5 mA cm-2 and 0.5 mAh cm-2 . Furthermore, a high concentration of Bet lowers the freezing point of the electrolyte to -92 °C via the molecular-crowding effect, which ensures the stable operation of the aqueous batteries at -30 °C. This innovative concept of such a molecular crowding electrolyte will inject new vitality into the development of multifunctional aqueous electrolytes.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
jhhk发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
英俊的铭应助心仔采纳,获得10
1秒前
Meyako应助大勇放心飞采纳,获得10
1秒前
汉堡包应助飘逸映波采纳,获得10
4秒前
null给夕诙的求助进行了留言
4秒前
天天快乐应助潘小豆2002采纳,获得10
5秒前
5秒前
FashionBoy应助呼呼呼采纳,获得10
5秒前
CL完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
粉鼻子完成签到,获得积分10
6秒前
黑山药发布了新的文献求助30
6秒前
陈柯宇发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
稳重盼夏发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
老实的半山完成签到,获得积分10
10秒前
JeromeLi发布了新的文献求助10
10秒前
xq2277应助豆花浮元子采纳,获得30
11秒前
11秒前
小二郎应助开心千青采纳,获得10
11秒前
shiliang完成签到,获得积分10
12秒前
生菜发布了新的文献求助10
12秒前
LY完成签到,获得积分10
13秒前
LLLLLL完成签到,获得积分10
14秒前
流光闪过的线完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
涵涵涵完成签到,获得积分10
15秒前
小蘑菇应助jhhk采纳,获得10
15秒前
jiuzhijiu完成签到,获得积分10
17秒前
菜根谭完成签到 ,获得积分10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
sim发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
111发布了新的文献求助10
18秒前
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organic Chemistry 3000
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
International socialism & Australian labour : the Left in Australia, 1919-1939 400
Bulletin de la Societe Chimique de France 400
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
Metals, Minerals, and Society 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4282475
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3810648
关于积分的说明 11936461
捐赠科研通 3457055
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1895926
邀请新用户注册赠送积分活动 944850
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 848602