A Janus separator towards dendrite-free and stable zinc anodes for long-duration aqueous zinc ion batteries

杰纳斯 分离器(采油) 化学工程 阳极 材料科学 阴极 水溶液 电解质 化学 冶金 纳米技术 电极 有机化学 物理 物理化学 热力学 工程类
作者
Yan Sun,Qinping Jian,Tianshuai Wang,Bin Liu,Yuhan Wan,Jing Sun,T.S. Zhao
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:81: 583-592 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.03.007
摘要

Critical issues of Zn anodes including undesirable dendrites formation and parasitic reactions severely limit the reversibility and cyclability of Zn anodes. To address these issues, a functional Janus separator with the structure of a mechanically strong sulfonated poly(arylene ether sulfone) (SPAES) dense layer composited on a porous glass fiber (GF) substrate is designed. The SPAES dense layer that faces the Zn anode containing abundant sulfonic acid groups effectively promotes the desolvation process of hydrated Zn ions, guides uniform Zn ion transfer, and blocks anions and water, contributing to dendrite-free and highly reversible Zn plating/stripping cycles, while the porous GF substrate retains high electrolyte uptake. As a result, the Zn symmetric cell with the Janus separator demonstrates an ultralong cycling lifespan of over 2000 h at the areal capacity of 1 mA h cm−2, which is 23-fold superior to that with a pristine glass fiber separator (<90 h). More impressively, the as-prepared Janus separator enables outstanding rate performance and excellent cycling stability of full Zn ion batteries with diverse cathode materials. For instance, when paired with the V2O5 cathode, the full battery with a Janus separator attains an ultrahigh initial specific capacity of 416.3 mA h g−1 and capacity retention of 60% over 450 cycles at 1 A g−1, exceeding that with a glass fiber separator. Hence, this work provides a facile yet effective approach to mitigating the dendrites formation and ameliorating the parasitic reactions of Zn metal anodes for high-performance Zn ion 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
卫芷文完成签到,获得积分10
刚刚
打打应助安小野采纳,获得10
1秒前
二三完成签到,获得积分10
1秒前
木头完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
高高远山完成签到,获得积分10
2秒前
agrlook完成签到,获得积分10
2秒前
介于两石之间完成签到,获得积分10
2秒前
WEAWEA完成签到,获得积分10
2秒前
我是老大应助鸡鱼蚝采纳,获得10
3秒前
3秒前
我是老大应助热心的皮采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
123木头人完成签到,获得积分10
5秒前
乐易驳回了打打应助
5秒前
隐形曼青应助糖宝采纳,获得10
5秒前
义气谷兰完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
咕噜噜520完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
哈米伯伯完成签到 ,获得积分10
7秒前
hanjresearch完成签到,获得积分10
7秒前
feifei发布了新的文献求助10
7秒前
日天的马铃薯完成签到,获得积分10
8秒前
hahaha发布了新的文献求助20
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
虚心语雪发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
叶白山发布了新的文献求助10
10秒前
研友_Z7Xvl8完成签到,获得积分10
10秒前
hanjresearch发布了新的文献求助10
11秒前
可乐完成签到,获得积分10
11秒前
756333725发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Mobilization, center-periphery structures and nation-building 600
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
China—Art—Modernity: A Critical Introduction to Chinese Visual Expression from the Beginning of the Twentieth Century to the Present Day 430
Multichannel rotary joints-How they work 400
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 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 3796265
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3341187
关于积分的说明 10304904
捐赠科研通 3057784
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1677868
邀请新用户注册赠送积分活动 805698
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 762740