Electrostatic Engineering of Loose and H 2 O‐Poor Solvation Structure for Practical High‐Areal‐Capacity Aqueous Zinc Ion Batteries

溶剂化 材料科学 位阻效应 水溶液 电介质 电解质 电负性 阳极 化学工程 四氢呋喃 隐溶剂化 无机化学 放松(心理学) 诱导效应 静电学 溶剂 化学物理 电化学 动力学 介电常数 物理化学 苯甲醇 离子 相间
作者
Lijun Zhou,Xin Shi,Shilei Xie,Min Zhang,Faliang Cheng,Xihong Lu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (23) 被引量:4
标识
DOI:10.1002/adfm.202525158
摘要

Abstract Aqueous Zn‐ion batteries (AZIBs) suffer from irreversible Zn anodes due to solvated H 2 O‐induced dendrite growth and side reactions. Herein, a loose and H 2 O‐poor solvation structure of Zn 2+ via electrostatic engineering using a low dielectric constant ( ɛ ≈ 7) co‐solvent 1, 3‐dioxolane (DOL) is designed. The DOL weakens the shielding effect on the cation–anion electrostatic interactions, driving anion‐rich Zn 2+ solvation structure ([Zn 2+ (H 2 O) 2.7 (OTf − ) 2.2 DOL 1.1 ]) while elongating the bond length of Zn 2+ −H 2 O via steric hindrance. These features effectively decrease the reducibility of H 2 O, accelerate Zn 2+ desolvation kinetics ( E a : 17.93 vs 32.21 kJ mol −1 ) and foster a robust inorganic‐rich solid electrolyte interphase (SEI). Consequently, the Zn anodes achieve an impressive cycling stability under triple‐high conditions (50 mA cm −2 , 50 mAh cm −2 , 68.9% depth of discharge (DOD)) for 1300 h, with a record cumulative plated capacity of 32.5 Ah cm −2 . Furthermore, the Zn/NaV 3 O 8 ·1.5H 2 O full cell retains 95.2% capacity after 2000 cycles. The universality of this strategy is validated by alternative co‐solvent with comparable ɛ , DN and steric hindrance properties to DOL, including 1,2‐dimethoxyethane (DME), benzyl alcohol (BA) and tetrahydrofuran (THF). This work establishes a general design guideline for stable aqueous metal anodes through solvation electrostatic modulation.
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
刚刚
五档张诊人完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
v0id应助流放的小胡采纳,获得10
1秒前
yangyiqing发布了新的文献求助10
2秒前
健壮凤凰发布了新的文献求助10
5秒前
小陈发布了新的文献求助10
6秒前
NexusExplorer应助xiaoyaozhuangzi采纳,获得10
6秒前
7秒前
yzy应助tomY采纳,获得10
7秒前
栗子发布了新的文献求助10
8秒前
超级完成签到,获得积分20
9秒前
丘比特应助稳重的书双采纳,获得10
10秒前
woshi123应助hnpyww采纳,获得10
11秒前
英俊的铭应助rxj采纳,获得10
13秒前
14秒前
19秒前
王楠雪应助tkx是流氓兔采纳,获得10
20秒前
qqq完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
22秒前
rxj发布了新的文献求助10
26秒前
风中盼易发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
31秒前
zzz完成签到 ,获得积分10
31秒前
32秒前
林兰完成签到,获得积分10
34秒前
希望天下0贩的0应助liuy1采纳,获得10
34秒前
35秒前
喜悦的善若完成签到,获得积分10
35秒前
37秒前
柿子完成签到,获得积分10
38秒前
文城完成签到,获得积分10
38秒前
充电宝应助KDG采纳,获得10
39秒前
39秒前
LJY完成签到,获得积分10
41秒前
rxj完成签到,获得积分10
44秒前
可子一学就会完成签到,获得积分10
44秒前
寒假工完成签到 ,获得积分10
44秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
How to Use Machine Learning in Chemistry: An Introduction 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 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 7583790
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9162457
关于积分的说明 19607169
捐赠科研通 7165725
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266302
关于科研通互助平台的介绍 2431240
邀请新用户注册赠送积分活动 2257789