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靈活自支撐的界面層實現自下而上的鋅沉積

工程師鄧生 ? 來源:電化學能源 ? 作者:電化學能源 ? 2022-09-28 14:41 ? 次閱讀

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水性可充電鋅離子電池因其高安全性、高能量密度、低成本和環境友好的明顯優勢,被認為是鋰離子電池的一個有競爭力的替代品。然而,包括鋅枝晶和不良副反應在內的深層次問題嚴重阻礙了其實際應用。 本工作提出了一種由多囊碳纖維(MCFs)組成的獨立的鋅-電解質界面層來調節鋅陽極的電鍍/剝離行為。多功能MCFs保護層可以均勻電場和Zn2+流量,同時降低沉積過電位,導致高質量和快速的Zn沉積動力學。此外,Zn-MCFs界面上自下而上的均勻沉積賦予了長期和高容量的電鍍。

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圖a. 裸鋅和b. Zn@MCFs的電場分布的多物理場模擬模型。c. 裸鋅(下部)和Zn@MCFs(上部)的鋅電鍍/剝離行為說明。d-g裸鋅和h-k Zn@MCFs的1、2、5和10 mAh cm-2容量的原位鋅沉積觀察。在0、10、30和60分鐘后,對l號裸鋅和m號Zn@MCFs的5 mA cm-2的鋅沉積進行原位觀察。

Zn@MCFs對稱電池可以在5 mAh cm-2的情況下持續工作1500小時。在Zn@MCFs||MnO2電池中,MCFs界面層的可行性也被證實。值得注意的是,Zn@MCFs||α-MnO2電池在1 A g-1時可提供236.1 mAh g-1的高比容量,并具有良好的穩定性,在軟包電池中放電深度為33%時保持154.3 Wh kg-1的令人振奮的能量密度。





審核編輯:劉清

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原文標題:浙江大學NML:靈活自支撐的界面層實現自下而上的鋅沉積

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