Dynamically Adaptive Interfacial Chemistry via Molecular Programming for Sustainable Zn Batteries

化学 成核 阳极 电化学 离子液体 相间 化学工程 氧化还原 纳米技术 降级(电信) 电池(电) 极化(电化学) 离子键合 电极 枝晶(数学) 自组装 化学稳定性 电解质 工作(物理) 按需 化学物理 储能 金属有机骨架 结构稳定性
作者
Zelin Chang,Wenyu Xu,Hongwei Wang,Binfen Wang,Hongbo Ding,Qi Yang,Chunyi Zhi,Xinliang Li
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:148 (7): 7614-7624 被引量:21
标识
DOI:10.1021/jacs.5c21500
摘要

Artificial interfacial layers represent a promising strategy for enhancing reversible Zn redox through spatial regulation of mass-electron transport. However, intrinsic dynamic degradation of the interface, coupled with parasitic side reactions, continues to compromise long-term electrochemical stability. Herein, we engineered a mechanically adaptive ionic liquid interphase that simultaneously suppresses dendrite growth and corrosion. Crucially, this interphase dynamically self-reconfigures during cycling to maintain structural and functional integrity via zincophilic coordination and hydrophobic shielding. The engineered Zn anode achieves exceptional cyclability, operating for 200 h at 30 mAh cm –2 and delivering 5400 mAh cumulative capacity at 20 mA cm –2 . Superior thermodynamic stability enables record-long 4400 h operation at 1 mA cm –2 with minimal polarization (30 mV). The deformation-adaptive architecture sustains >500% capacity retention enhancement in 30 cm 2 pouch cells under multiaxial stress. Paired with an I 2 cathode, the full battery retains 86% capacity after 30000 high-rate cycles at 10 A g –1 . Operando spectroscopy and theoretical simulations uncover that bis(trifluoromethanesulfonyl)imide anions establish ordered nucleation templates, while 1-ethyl-3-methylimidazolium cations form dynamic hydrophobic barriers blocking water. This work integrates zincophilic-hydrophobic coordination with self-adaptive interfacial layers for practical Zn batteries.
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
蒋俊杰发布了新的文献求助10
刚刚
科目三的应助被靓仔糖醋鱼采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
卖核弹的小女孩完成签到 ,获得积分10
1秒前
灵巧的导师完成签到,获得积分10
1秒前
东郭秋凌发布了新的文献求助10
1秒前
2xl发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
yqwang完成签到,获得积分10
2秒前
Yian发布了新的文献求助10
3秒前
CodeCraft的应助被instill采纳,获得10
3秒前
RST完成签到 ,获得积分10
3秒前
MJC完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
科研通AI6.4的应助被dart1023采纳,获得10
4秒前
orangel发布了新的文献求助10
4秒前
wjlstudent发布了新的文献求助10
4秒前
权权xulu发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
shanlu完成签到,获得积分10
5秒前
徐进完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
科研通AI6.4的应助被lxlx111采纳,获得10
5秒前
蒋俊杰完成签到,获得积分10
5秒前
坚强怀绿发布了新的文献求助10
6秒前
风中云尔发布了新的文献求助10
6秒前
夏傥完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
王顺发发布了新的文献求助10
7秒前
45465465456发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
夏傥发布了新的文献求助10
8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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Mathematical models in hydrology 500
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8077602
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9495334
关于积分的说明 21387071
捐赠科研通 7646058
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400455
关于科研通互助平台的介绍 2530032
邀请新用户注册赠送积分活动 2439096