A low fraction electrolyte additive as interface stabilizer for Zn electrode in aqueous batteries

电解质 材料科学 阳极 电化学 无机化学 水溶液 电极 化学工程 吸附 化学 有机化学 冶金 工程类 物理化学
作者
Kuo Wang,Tong Qiu,Lin Lu,Xiaoxia Liu,Xiaoqi Sun
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:54: 366-373 被引量:136
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2022.10.029
摘要

The electrochemical performance of Zn metal anode in aqueous batteries is challenged by serious parasitic reactions and dendrite growth. Herein, we introduce an interface stabilizer of 2,3,4,5-tetrahydrothiophene-1,1-dioxide (TD), with a low volume fraction of 0.5%, in the 3 m ZnSO4 electrolyte for zinc batteries. Theoretical calculations and experimental analysis confirm the adsorption of TD molecules on Zn surface, which inhibits the spontaneous chemical corrosions by mildly acidic electrolytes and ensures a homogeneous electrode surface. The adsorbed TD further induces a stable solid-electrolyte interface (SEI) composed of organic sulfone/sulfonate species and inorganic zinc salts. The parasitic reactions are further suppressed. Meanwhile, the Zn2+ flux is homogenized in SEI, and uniform Zn deposition is realized. In the ZnSO4 electrolyte with 0.5% TD additive, stable Zn plating-stripping is achieved for 2500 h at 5 mA cm−2 and 2 mAh cm−2, which is 20 times longer than in the TD free electrolyte. Moreover, the Zn//V6O13·H2O full batteries with limited anode of N/P = 4 and N/P = 1.3 realize 93.8% and 75.0% capacity retentions, respectively, after 200 cycles with the 0.5% TD electrolyte, superior to 74.3% and 43.6% with the TD free electrolyte. Our work presents an effective strategy to promote the stability of Zn electrode for high performance aqueous 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
KOIKOI完成签到,获得积分10
刚刚
orixero应助sheen采纳,获得10
刚刚
Tobby完成签到,获得积分10
刚刚
雨上悲发布了新的文献求助10
刚刚
Cactus发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
hanchangcun发布了新的文献求助10
1秒前
lwr1234完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
orixero应助present采纳,获得10
2秒前
2秒前
Ju1es完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
KFjiatang完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
kento完成签到,获得积分0
3秒前
starry完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
上官若男应助吴巧采纳,获得10
5秒前
Janmy完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
高求完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
耍酷耳机发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
ccfyyds发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
yayaha发布了新的文献求助10
7秒前
绊宸发布了新的文献求助10
7秒前
良致发布了新的文献求助10
7秒前
炙热的雪糕完成签到,获得积分10
8秒前
yeape完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
郭玉强完成签到,获得积分10
8秒前
任成艳发布了新的文献求助10
8秒前
狂野盼雁完成签到,获得积分10
9秒前
yuanyiyuan完成签到,获得积分10
9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
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6431487
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8247296
关于积分的说明 17539413
捐赠科研通 5488337
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2896251
邀请新用户注册赠送积分活动 1872775
关于科研通互助平台的介绍 1712754