在现场蚀刻多功能三维接口层,用于构建具有增强表面纹理的多孔Zn阳极
Zhipeng Shao1, Kaiping Zhu1, Lin Lin1
1National Laboratory of Solid State Microstructures, College of Engineering and Applied Sciences, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 1, 2023
概括
研究人员开发了一种用于水性离子电池的新型3D接口层. 这项创新防止了阳极上的树石生长,大大延长了电池的寿命,并提高了实际应用的性能.
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:
- 水性离子电池 (AZIB) 对安全和经济高效的储能充满希望.
- 阳极树突的生长严重限制了AZIB的周期寿命和实际使用.
- 开发稳定的 Zn 阳极对于推进 AZIB 技术至关重要.
研究的目的:
- 为AZIBs设计一种稳定,高性能的阳极.
- 为了减轻树突石的形成,并提高Zn阳极的循环能力.
- 为了提高AZIB的整体性能和寿命.
主要方法:
- 使用现场蚀刻方案制造3D接口层 (3D PVDF-Zn(TFO) 2).
- 创建具有增强 (002) 纹理的多孔金属阳极 (PZn).
- 用MnO2阴极组装和测试对称电池和充满电池.
主要成果:
- 3D PVDF-Zn(TFO) 2@PZn对称细胞在0.1mA cm-2.0下实现了超过5300小时的循环寿命.
- 带有MnO2阴极的充满电池提供了336mAhg-1的高容量,在0.1Ag-1.
- 长期可逆性令人印象深刻,在2000个周期内保持78.7%的产能.
结论:
- 开发的3D接口层有效地抑制了树突的生长.
- 该策略允许创建多孔,纹理的阳极,以提高电池性能.
- 这种方法为设计具有更好的稳定性和寿命的先进AZIB提供了可行的途径.
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