Interfase de gradiente orgánico-inorgánico rico en fluoruro habilitado por las cáscaras de disolución de sacrificio...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías de metal de zinc se enfrentan a limitaciones significativas debido a la corrosión del agua en la interfaz electrodo/electrolito.
• Los iones de zinc solvados transportan continuamente moléculas de agua activas, lo que dificulta el rendimiento y la vida útil de la batería.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia para repeler las moléculas activas de agua de la interfaz electrodo/electrolito en las baterías metálicas de zinc.
• Diseñar una capa de interfaz de electrolito sólido (SEI) estable y protectora para mejorar el rendimiento de la batería.

Principales métodos:

• Utilizando un enfoque de caparazón de sacrificio que incluye metanol y Zn ((CF3SO3) 2).
• Investigación de la formación de una capa de gradiente SEI con una superficie rica en orgánico y un fondo rico en inorgánico.
• Realización de ensayos de desprendimiento/platación de zinc en láminas de cobre y evaluación del rendimiento completo de la batería con VO2.

Principales resultados:

• Se ha conseguido un desprendimiento/plataje de zinc libre de corrosión durante 300 ciclos con una eficiencia coulombina media del 99,5%.
• Demostró una capacidad de recubrimiento acumulado récord de 10 A h/cm2 a 40 mA/cm2 en baterías simétricas de Zn/Zn.
• Permite el funcionamiento estable de las baterías llenas de VO2 / Zn durante más de 250 ciclos con una relación N / P ultra baja de 2, logrando una capacidad de área de 4,7 mAh / cm2.

Conclusiones:

• La capa de sacrificio de solvación forma efectivamente una capa protectora de fluoro orgánico-inorgánico de gradiente SEI.
• El método desarrollado mejora significativamente la estabilidad y el rendimiento de las baterías de metal de zinc.
• La tecnología es prometedora para el almacenamiento de energía a escala de red y simplifica la fabricación de baterías comerciales de zinc.