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    支春義團隊ACS Nano.:晶體定向工程,增強Zn負極的界面動學性能!
    來源: 時間:2023-12-19 16:03:34 瀏覽:1892次

    第一作者:Qing Li

    通訊作者:支春義教授

    通訊單位:香港城市大學

    DOI:10.1021/acsnano.3c07848



    研究背景



    鋅(Zn)負極中不可控的枝晶形成是可充電水系鋅基電池(RAZBs)商業化的瓶頸。界面,即電荷轉移過程發生的位置,以尚未完全理解的方式顯著影響進一步的形貌演化,例如,晶面和涂層的取向。基于此,香港城市大學支春義教授等人證明了Zn負極的形態和動力學可以通過晶面來調整,開發了一種T-ZnSe層來誘導均勻沉積,制備的T-ZnSe層可以顯著提高反應動力學,并誘導(0002)Zn均勻沉積。



    文章要點



    1、作者證明了Zn負極的形態和動力學可以通過晶面來調整,開發了一種T-ZnSe層來誘導均勻沉積。以這種T-ZnSe@Zn作為負極,具有I2正極和實際面積容量(2 mAh cm-2)的全電池可以穩定地循環工作900次。此外,作者還利用該負極制備了一個總容量為150 mAh的袋式電池,證明了其有效性。

    2、通過機理研究,作者比較了T-ZnSe@Zn、P-ZnSe@Zn和裸Zn負極的性能。從影響負極沉積/溶解的角度來看,三者表現出了完全不同的電化學行為。T-ZnSe層正調節并促進負極反應,而P-ZnSe層作為一個勢壘,其活化能較低,但高電阻阻礙了反應。T-ZnSe層表現出最低的活化能和極大增強的電池性能。T-ZnSe@Zn||I2電池具有高面積容量(3.75 mAh cm-2),也可以循環900多次,容量保留率高達87.2%,遠遠優于P-ZnSe@Zn||I2和裸Zn||I2。本工作表明,涂層的晶體結構對陽極剝離/鍍層有顯著影響,有望為金屬陽極的優化提供依據。



    圖文展示



     圖1.T-ZnSe@Zn的特性

     圖2.比較(0002)Zn和(111)ZnSe原子排列、晶格匹配度

     圖3. P-ZnSe@Zn和T-ZnSe@Zn的性能表征

     圖4.電池的循環性能、SEM表征

     圖5.各種Zn負極的電池性能


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    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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