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) 锌 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,Tianshou Zhao
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:81: 583-592 被引量:54
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
田様的应助被小假采纳,获得10
1秒前
Orange的应助被飘逸的冷菱采纳,获得10
2秒前
watermelon发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.4的应助被CarryLJR采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
向阳完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
DW完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.2的应助被xiao_fang采纳,获得10
7秒前
lalala完成签到 ,获得积分10
7秒前
luo完成签到,获得积分10
8秒前
77发布了新的文献求助10
8秒前
wsw完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.4的应助被科研小白采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
奋斗的蜗牛完成签到 ,获得积分20
10秒前
10秒前
BUWAN发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.2的应助被渐离采纳,获得30
11秒前
ECHO完成签到 ,获得积分10
11秒前
小假发布了新的文献求助10
12秒前
100发布了新的文献求助10
12秒前
怀民已就寝完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI6.4的应助被YAMABUKI采纳,获得10
14秒前
海鹏发布了新的文献求助50
14秒前
小丸子发布了新的文献求助10
14秒前
ding发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
Orange的应助被保温杯不离手采纳,获得10
16秒前
完美世界的应助被小猪采纳,获得10
17秒前
SciGPT的应助被呼呼采纳,获得10
18秒前
smoothgoing发布了新的文献求助10
18秒前
19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
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7885107
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9397839
关于积分的说明 20823628
捐赠科研通 7487263
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3356053
关于科研通互助平台的介绍 2494921
邀请新用户注册赠送积分活动 2383902