Dendrite-free zinc anode enabled by zwitterionic organic hydrogel electrolytes for high-voltage zinc-ion hybrid capacitors

阳极 电解质 电容器 枝晶(数学) 材料科学 电偶阳极 化学工程 电压 无机化学 化学 电极 冶金 电气工程 阴极保护 几何学 数学 物理化学 工程类
作者
Zhixin Zhang,Rongda Zhang,Yang Gao,Yiyan Gao,Fei Jia,Guanghui Gao
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:484: 149759-149759 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.149759
摘要

Aqueous zinc-ion hybrid supercapacitors (ZIHC) have been widely researched due to their inherent high safety, low cost, and high power. However, the low operating voltage of aqueous electrolytes, H2O-induced side reactions, and intractable dendrites severely compromise the energy output and durability of ZIHC. Herein, a freeze-tolerant zwitterionic organic hydrogel electrolyte (PSAMOHE) was constructed for high-voltage flexible ZIHC. The hydrogen bonding between ethylene glycol and water inhibited the formation of ice crystals, preventing the electrolyte from freezing at −40 °C. Concurrently, the hydrophilic PSAMOHE mitigated harmful side reactions and achieved a wide electrochemical stability window (2.2 V) by anchoring water molecules. In addition to exhibiting exceptional interface adhesion and mechanical adaptability, PSAMOHE with charged functional groups effectively facilitated ion migration, diminished the desolvation energy barrier of hydrated Zn2+, and induced uniform Zn deposition. By combining these advantages, the assembled flexible ZIHC exhibited a battery-level specific capacity of 269.1 mAh/g (at 0.5 A/g), impressive environmental adaptability, and excellent mechanical adaptability. Impressively, the ZIHC maintained 89.5 % of the initial capacity and obtained a dendrite-free Zn anode after 14,000 cycles of charge and discharge. This study provides valuable insights into the exploration of hydrogel electrolyte engineering for high-performance zinc-based flexible energy storage devices.
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
1秒前
妇产科医生完成签到 ,获得积分10
2秒前
mufulee完成签到,获得积分10
2秒前
wjswift完成签到,获得积分10
2秒前
优雅的沛春完成签到 ,获得积分10
6秒前
可爱邓邓完成签到 ,获得积分10
10秒前
hhllhh完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
小文殊完成签到 ,获得积分10
13秒前
安详凡完成签到 ,获得积分10
17秒前
luffy完成签到 ,获得积分10
22秒前
YZJing完成签到,获得积分10
22秒前
dong完成签到 ,获得积分10
23秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得20
25秒前
康复小白完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
mengmenglv完成签到 ,获得积分0
29秒前
高速旋转老沁完成签到 ,获得积分10
30秒前
32秒前
whuhustwit完成签到,获得积分10
33秒前
yi完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
zdx12324完成签到,获得积分10
35秒前
Lucas完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
lqh0211完成签到 ,获得积分20
36秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
37秒前
健忘天曼发布了新的文献求助10
37秒前
熊雅完成签到,获得积分10
43秒前
44秒前
猫的毛完成签到 ,获得积分10
50秒前
April完成签到 ,获得积分10
50秒前
新世界的蜗牛完成签到,获得积分10
50秒前
成就绮琴完成签到 ,获得积分10
51秒前
相爱就永远在一起完成签到,获得积分10
58秒前
烟花应助健忘天曼采纳,获得10
59秒前
1分钟前
Jimmy_King完成签到 ,获得积分10
1分钟前
研友_ngqjz8完成签到,获得积分10
1分钟前
和平完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 (PDF!) 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
Walking a Tightrope: Memories of Wu Jieping, Personal Physician to China's Leaders 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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3788357
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3333722
关于积分的说明 10263216
捐赠科研通 3049630
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1673639
邀请新用户注册赠送积分活动 802120
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760511