An Interface‐Bridged Organic–Inorganic Layer that Suppresses Dendrite Formation and Side Reactions for Ultra‐Long‐Life Aqueous Zinc Metal Anodes

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作者
Yan-Hui Cui,Qinghe Zhao,Xiaojun Wu,Xin Chen,Jinlong Yang,Yuetao Wang,Runzhi Qin,Shouxiang Ding,Yongli Song,Junwei Wu,Kai Yang,Zijian Wang,Zongwei Mei,Zhibo Song,Hong Wu,Zhongyi Jiang,Guoyu Qian,Luyi Yang,Feng Pan
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:59 (38): 16594-16601 被引量:428
标识
DOI:10.1002/anie.202005472
摘要

Aqueous zinc (Zn) batteries (AZBs) are widely considered as a promising candidate for next-generation energy storage owing to their excellent safety features. However, the application of a Zn anode is hindered by severe dendrite formation and side reactions. Herein, an interfacial bridged organic-inorganic hybrid protection layer (Nafion-Zn-X) is developed by complexing inorganic Zn-X zeolite nanoparticles with Nafion, which shifts ion transport from channel transport in Nafion to a hopping mechanism in the organic-inorganic interface. This unique organic-inorganic structure is found to effectively suppress dendrite growth and side reactions of the Zn anode. Consequently, the Zn@Nafion-Zn-X composite anode delivers high coulombic efficiency (ca. 97 %), deep Zn plating/stripping (10 mAh cm-2 ), and long cycle life (over 10 000 cycles). By tackling the intrinsic chemical/electrochemical issues, the proposed strategy provides a versatile remedy for the limited cycle life of the Zn anode.
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