Biomimetic Dendrite‐Free Multivalent Metal Batteries

材料科学 阳极 电解质 纳米技术 金属 涂层 枝晶(数学) 润湿 化学工程 脚手架 电极 复合材料 冶金 工程类 几何学 生物医学工程 物理化学 化学 医学 数学
作者
Zhijia Zhang,Xu Yang,Peng Li,Xiaojing Yao,Xin Zhao,Javad Safaei,Hao Tian,Dong Zhou,Baohua Li,Feiyu Kang,Guoxiu Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (47) 被引量:51
标识
DOI:10.1002/adma.202206970
摘要

Rechargeable multivalent metal (e.g., zinc (Zn) and aluminum (Al)) batteries are ideal choices for large-scale energy storage owing to their intrinsic low cost and safety. However, the poor compatibility between metallic anodes and electrolytes strongly hampers their practical applications. Herein, it is demonstrated that confining multivalent metals in a biomimetic scaffold (Bio-scaffold) can achieve highly efficient multivalent metal plating/stripping. This Bio-scaffold is well-tailored through the synergy of a parallel-aligned array of fractal copper branches and a CaTiO3 (CTO)-based coating layer. By virtue of this design strategy, the as-developed Bio-scaffold-based Zn- and Al-metal anodes exhibited dendrite-free morphologies with high reversibility and long lifespan, as well as excellent performance for Zn and Al full batteries. Theoretical modeling and experimental investigations reveal that the fractal copper array not only facilitates multivalent ion diffusion and electrolyte wetting but also effectively reduces the local current densities during cycling; Meanwhile, the CTO-based coating layer effectively blocks interfacial side reactions and enables a homogeneous ionic flux. This work opens a new avenue for developing multivalent metal batteries.

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
香蕉觅云应助lilia采纳,获得10
1秒前
充电宝应助红白刀向前冲采纳,获得10
2秒前
2秒前
lca507发布了新的文献求助10
3秒前
CucRuotThua完成签到,获得积分10
3秒前
赘婿应助zxx采纳,获得30
3秒前
玥儿完成签到 ,获得积分10
4秒前
本本发布了新的文献求助10
4秒前
sunjia完成签到,获得积分10
5秒前
研友_VZG7GZ应助小猪猪采纳,获得10
6秒前
nifan完成签到 ,获得积分10
6秒前
跳跃飞薇发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
稳重迎梦完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
史迪仔完成签到 ,获得积分10
12秒前
充电宝应助科研小洁儿采纳,获得10
13秒前
13秒前
落后钢铁侠完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
15秒前
15秒前
15秒前
思源应助小格爱科研采纳,获得10
15秒前
虚幻的白羊完成签到,获得积分10
17秒前
英俊小蘑菇完成签到,获得积分10
18秒前
ok发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
jxl发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
星火完成签到,获得积分10
24秒前
SUSUSUSU完成签到,获得积分20
25秒前
25秒前
江夏完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
muyou完成签到 ,获得积分10
27秒前
27秒前
超级天川完成签到,获得积分10
29秒前
不想做实验噜完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
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 7277030
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8898117
关于积分的说明 18816203
捐赠科研通 6949671
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3206395
关于科研通互助平台的介绍 2377413
邀请新用户注册赠送积分活动 2181327