Unraveling paradoxical effects of large current density on Zn deposition

材料科学 分离器(采油) 阳极 渗透 成核 电流密度 水溶液 化学工程 沉积(地质) 纳米技术 化学物理 热力学 化学 有机化学 物理 古生物学 物理化学 工程类 沉积物 生物 量子力学 生物化学 电极
作者
Zhexuan Liu,Jiachang Liu,Xiao Xiao,Zhong Zheng,Xiongwei Zhong,Qingjin Fu,Shaogang Wang,Guangmin Zhou
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.202404140
摘要

Abstract Aqueous zinc‐based batteries (ZBs) have been widely investigated owing to their intrinsic safety, low cost, and simple assembly. However, the actual behavior of Zn deposition under large current density is still a severe issue associated with obscure mechanism interpretation of ZBs under high loading. Here, differing from the conventional understanding that short circuit is induced by dendrite penetrating under large current density (10‐100 mA cm −2 ), the separator permeation effect is unraveled to illustrate the paradox between smooth deposition and short lifespan. Generally, a dense plating morphology is achieved under large current density because of intensive nuclei and boosted plane growth. Nevertheless, in the scenes applying separators, the multiplied local current density derived from narrow separator channels will lead to rapid Zn 2+ exhaustion, converting the Zn deposition mode from nucleation control to concentration control, which eventually results in separator permeation and short circuit. This effect is validated in other aqueous metal anodes (Cu, Sn, Fe) and receives similar results. Based on the understanding, a micro‐pore (150 μm) sponge foam is proposed as separators for large‐current anodes to provide broader Zn 2+ path and mitigate the separator permeation effect. This work provides unique perspectives on coordinating fast‐charging ability and anode stability of ZBs. This article is protected by copyright. All rights reserved
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
zz发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
美满映寒完成签到 ,获得积分10
1秒前
juice发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
4秒前
好久不见发布了新的文献求助10
4秒前
百事可乐可口完成签到 ,获得积分10
4秒前
思源应助Chillym采纳,获得10
4秒前
科目三应助月不笑采纳,获得10
5秒前
halsuen发布了新的文献求助50
7秒前
8秒前
一个小张啊完成签到 ,获得积分10
8秒前
siyuyu完成签到,获得积分10
10秒前
沉默皮皮虾完成签到 ,获得积分10
10秒前
可可完成签到,获得积分10
11秒前
grs完成签到,获得积分10
11秒前
小武丁完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
14秒前
Antares发布了新的文献求助10
15秒前
hu完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
紫金大萝卜应助jessie采纳,获得20
17秒前
孤鸿.完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
hyshen发布了新的文献求助10
19秒前
星辰大海应助juice采纳,获得10
21秒前
zqr发布了新的文献求助10
21秒前
丘比特应助爱学习的小谭采纳,获得30
24秒前
24秒前
等待的风华完成签到,获得积分10
25秒前
hyshen完成签到,获得积分10
27秒前
太叔尔柳完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
32秒前
34秒前
35秒前
36秒前
高分求助中
The three stars each: the Astrolabes and related texts 1120
Electronic Structure Calculations and Structure-Property Relationships on Aromatic Nitro Compounds 500
Revolutions 400
Psychological Warfare Operations at Lower Echelons in the Eighth Army, July 1952 – July 1953 400
宋、元、明、清时期“把/将”字句研究 300
Classroom Discourse Competence 260
我在山東當院長:一位中國大學小官的自白 230
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 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 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2438435
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2117866
关于积分的说明 5377402
捐赠科研通 1845971
什么是DOI,文献DOI怎么找? 918676
版权声明 561753
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 491361