连续无形金属有机框架层提高了金属阳极的性能
Yang Xiang1,2, Liyuan Zhou1,2, Pingping Tan1
1Faculty of Materials and Energy, Southwest University, Chongqing 400715, China.
ACS nano
|October 2, 2023
概括
一种新的无形金属有机框架 (MOF) 保护层有效地防止了先进的水性离子电池 (AZIB) 的阳极中的树生长和腐蚀. 这项创新确保了超长的循环寿命和增强的稳定性,为下一代能源存储铺平了道路.
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:
- 金属阳极能提供高能量密度,但会受到树形成,腐蚀和界面不稳定性的影响.
- 传统的保护层往往无法解决金属阳极电池中的这些关键问题.
研究的目的:
- 开发一个连续和灵活的无形金属有机框架 (MOF) 层作为金属阳极的保护涂层.
- 评估无形MOF层在抑制树突生长和改善水性离子电池 (AZIB) 界面稳定性的有效性.
主要方法:
- 一个连续的,灵活的无形MOF层的合成.
- 将无形MOF层涂在阳极上.
- 在AZIB中保护阳极的电化学测试,包括循环稳定性,超电位测量和使用MnO2阴极在全电池中的性能.
- 在各种曲条件下评估弹性电池性能.
- 在其他金属阳极 (Mg,Al) 上测试保护层.
主要成果:
- 无形MOF层有效地抑制了树的生长和腐蚀,与晶体MOF层不同.
- 保护的阳极表现出超长的循环寿命 (>7900小时,~1年) 和低超电位 (<40mV),显著优于晶体MOF层.
- 高稳定性即使在高电流密度 (10mA cm-2>1200小时) 中也保持不变.
- 灵活的对称电池在曲应力下表现出良好的循环性.
- 无形MOF层也提高了和阳极的稳定性.
结论:
- 连续无形MOF层是AZIB中金属阳极,特别是的高效保护性涂层.
- 这种方法解决了诸如树突形成和界面副作用等关键挑战,使长期稳定循环成为可能.
- 无形MOF保护策略对各种金属阳极具有广泛的适用性,促进了高性能和灵活电池的开发.
