研究概述
尽管锌基电池长期以来被认为是最有前途的大规模储能技术之一,但其发展仍然受到枝晶形成的严重阻碍。
由于 Zn(002) 纹理的最低表面能和致密堆积形态,构建高度(002) 纹理的 Zn 电极来引导 Zn 沉积已被证明是抑制枝晶的有效方法。
基于此,2024年10月16日,复旦大学夏永姚教授、浙江师范大学黄健航教授在国际顶级期刊Energy & Environmental Science发表题为《High Zn(002)-preferential orientation enabled by proton additive for dendrite-free zinc anode》的研究论文。
在此,研究人员首次报道了阳离子添加剂(质子)是有效促进Zn(002)纹理形成的普遍策略。
在简单的ZnSO4 + H2SO4电解液中获得了高Zn(002)择优取向,有效地抑制了枝晶的形成和副反应的产生。
Zn(002)||Zn(002)对称电池在实际沉积容量为5 mAh cm-2、电流密度为5 mA cm-2 的条件下可以稳定循环1900小时。本文还系统地研究了质子添加剂电解液中Zn (002)纹理的形貌演变和形成机理。
阳离子纹理策略可能为构建高(002)择优取向的金属锌提供新的见解。
图文解读
图1:酸对Zn(002)纹理的影响
图2:在酸性电解液中形成Zn(002)纹理的机制
图3:使用Zn(002)作为负极的全电池的电化学性能
文献信息
High Zn(002)-preferential orientation enabled by proton additive for dendrite-free zinc anode, Energy & Environmental Science, 2024. https://doi.org/10.1039/D4EE03276D.
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