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Updated: Jul 16, 2025
06:58
Zinc-Sponge Battery Electrodes that Suppress Dendrites
Published on: September 29, 2020
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三维种子碳纳米纤维架构作为高度可逆金属阳极的轻量级和灵活的主机
Jian-Hua Wang1, Li-Feng Chen1, Wei-Xu Dong1
1CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials (LMBD), Department of Thermal Science and Energy Engineering, Division of Nanomaterials & Chemistry, Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026, People's Republic of China.
ACS nano
|September 19, 2023
概括
研究人员开发了一种灵活的3D碳纳米纤维宿主,其中含有来自细菌纤维素的种子,用于水性离子电池 (ZIB). 这种材料使沉积均,改善电池稳定性和循环寿命,用于先进的能量存储.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 水性离子电池 (ZIBs) 面临的挑战是沉积不均,导致树突成长和循环稳定性差.
- 在ZIB中不受控制的树突形成限制了它们的实际应用,因为它们的循环稳定性和库伦比效率 (CE) 不令人满意.
研究的目的:
- 开发一种轻量级,灵活的3D碳纳米纤维架构,使用均的种子 (CNF-Zn) 进行高性能水性ZIB.
- 利用细菌纤维素 (BC) 作为可持续生物质前体,用于制造用于储能的先进纳米材料.
主要方法:
- 从细菌纤维素中制备3D碳纳米纤维架构,使用均的Zn种子 (CNF-Zn).
- 在水性ZIB中对CNF-Zn宿主进行电化学表征,包括涂层/脱落,速率性能和循环寿命测试.
- 组装和测试一个完整的电池 (CNF-Zn@Zn//NaV3O8·1.5H2O) 和一个灵活的袋式电池.
主要成果:
- 三维CNF-Zn主机有效地降低了局部电流密度,并引导了均的沉积.
- 灵活的3D CNF-Zn主机在450个循环中实现了高且稳定的CE,即99.5%.
- 充满电池表现出极好的速率性能和周期寿命超过500个周期在4Ag-1.1.
- 组装后的袋式电池表现出了卓越的机械灵活性和储能性能.
结论:
- 开发的3D CNF-Zn主机显著提高了水性ZIB的电化学性能和稳定性.
- 这种生物质衍生碳战略为下一代灵活的储能设备提供了一个有前途的途径.
- Zn种子和多孔框架的协同效应使得高可逆性Zn涂层/剥离成为可能.
