High-Entropy Electrolytes Downsizing Solvated Clusters and Enabling Parallel Ion Transport for Low-Temperature Aqueous Zinc Batteries

化学 电解质 法拉第效率 阳极 水溶液 阴极 溶剂化 无机化学 电化学 氯化物 化学工程 混合(物理) 盐(化学) 离子运输机 电池(电) 锌 储能 离子 离子键合 电化学窗口 化学物理 纳米孔 焊剂(冶金)
作者
Yang Dong,Xiulin Chai,Jinhan Li,Linlin Xue,Fanqi Kong,Zhaodong Wang,Fangming Liu,Meng Yu,Fangyi Cheng
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (39): 35544-35554 被引量:53
标识
DOI:10.1021/jacs.5c10307
摘要

Rechargeable zinc-based batteries are promising candidates for electrochemical energy storage, but their deliverable capacity, rate capability, and cycle performance are limited by conventional aqueous electrolytes at low temperatures. Here, we report an aqueous electrolyte formulation by increasing the chloride salt diversity to maximize both mixing and excess entropies. In a ternary-chloride-salt electrolyte, we reveal that the increased mixing entropy can tune the coordination environments, which disrupts the hydrogen-bonding network and reduces the aggregation of [ ZnCl m ] n 2 n ‐ m n clusters to increase tetrahedral entropies and total pair-correlation excess entropies. The high-entropy electrolyte exhibits a lower freezing temperature, higher ionic conductivity, and diverse and small solvated clusters at low temperatures. Furthermore, the entropy-mediated solvation structures desolvate and access the Zn anode in a parallel process with a high Zn 2+ flux for uniform plating and stripping, which breaks through the traditional sequential isolated desolvation/deposition pathway of large aggregated clusters that induce dendritic anode morphology. The formulated electrolyte endows Zn||Zn cells with stable cycling over 13320 h at 1 mA cm –2 with 99.97% average Coulombic efficiency for Zn plating/stripping and matches cathodes of tetrachlorobenzoquinone, VOPO 4 · x H 2 O or Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 to enable full cells working at −60 °C.
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
sainanli完成签到,获得积分10
1秒前
希望天下0贩的0的应助被formalon采纳,获得10
1秒前
1秒前
echo完成签到 ,获得积分10
1秒前
小二郎的应助被害羞夏兰采纳,获得10
1秒前
1秒前
研友_VZG7GZ的应助被夕沫采纳,获得30
3秒前
light完成签到 ,获得积分10
4秒前
下雨节发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
李健的应助被Tonsil01采纳,获得20
5秒前
缥缈的道天完成签到,获得积分10
6秒前
李子发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
木子予安完成签到,获得积分10
8秒前
传奇3的应助被sukiii采纳,获得10
8秒前
忧虑的琳完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
pear发布了新的文献求助10
12秒前
超帅的白易完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
Nina发布了新的文献求助10
12秒前
guoqing发布了新的文献求助10
13秒前
直率雪曼发布了新的文献求助20
13秒前
科研通AI6.4的应助被乌午五物采纳,获得10
14秒前
15秒前
可爱的梦菲完成签到,获得积分10
15秒前
豆子发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
潇洒的平彤完成签到,获得积分20
18秒前
18秒前
fsy完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
超帅的xuan完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
LiangZaiWang发布了新的文献求助10
20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
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
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 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7961871
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9432867
关于积分的说明 21018633
捐赠科研通 7540389
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3371201
关于科研通互助平台的介绍 2506800
邀请新用户注册赠送积分活动 2403569