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Updated: Jul 10, 2025
06:58
Zinc-Sponge Battery Electrodes that Suppress Dendrites
Published on: September 29, 2020
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在水性离子电容器中通过增材接口工程延长循环寿命超过30万个循环
Wenchao Shi1, Zhenjun Song2, Weiyi Sun1
1State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Wuhan, 430070, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 21, 2023
概括
使用二硫胺 (BBI) 添加剂的接口工程使水性离子电容器 (AZIC) 的稳定金属阳极成为可能. 这种策略防止树突生长和寄生反应,实现了超过30万个周期的大规模储能.
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 (Zn) 离子电容器 (AZIC) 由于其低成本和安全性,对大规模储能充满希望.
- 阻碍AZIC发展的关键挑战包括树突性Zn沉积和寄生虫界面反应,限制循环寿命.
- 稳定的Zn金属阳极对于高性能和持久的AZIC至关重要.
研究的目的:
- 开发一个接口工程策略,以提高AZIC中Zn金属阳极的稳定性.
- 调查二二硫胺 (BBI) 作为增剂的作用,以提高 Zn 阳极性能.
- 通过控制的 Zn 沉积和界面稳定性,在 AZIC 中实现长周期寿命和高性能.
主要方法:
- 使用二硫胺 (BBI) 作为电解质添加剂的接口工程.
- 第一个原则计算研究BBI离子在Zn金属上的吸附.
- 对Zn阳极/电解质接口的实验性表征和组装AZIC的电化学性能测试.
主要成果:
- BBI离子通过化学吸附到Zn金属表面,形成一个稳定的BBI-Zn界面层.
- BBI-Zn接口层将电双层 (EDL) 从富含水的变为缺乏水的,抑制寄生反应.
- 接口层增加了Zn离子脱溶能和核化过电潜,促进了均的Zn沉积,并实现了超过30万个周期.
结论:
- 双硫胺 (BBI) 添加剂有效地稳定了水性离子电容器 (AZIC) 中的 Zn 阳极/电解质接口.
- 工程界面抑制了树突生长和寄生反应,从而显著改善了循环寿命.
- 这种增材工程策略表明了开发高性能,循环寿命长的AZIC用于实际储能应用的潜力.
