通过疏水和Zn2+-导电无形碳接口实现稳定的Zn金属阳极
Lianrui Li1, Yan Zhang1, Changlong Du1
1State Key Laboratory of Marine Resource Utilization in South China Sea, School of Chemical Engineering and Technology, School of Materials Science and Engineering, Collaborative Innovation Center of Ecological Civilization, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China.
Journal of colloid and interface science
|December 10, 2023
概括
在阳极上的新型无形碳层防止了水性离子电池 (AZIB) 中的树生长,增强了循环稳定性,并使更安全,更大规模的能源存储解决方案成为可能.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 水性离子电池 (AZIB) 为大规模储能提供高安全性和低成本.
- 阳极树突的生长和副作用严重限制了AZIBs的循环寿命.
研究的目的:
- 为AZIBs中的阳极开发一个保护接口层.
- 为了减轻状石的形成和副作用,以提高电池性能和寿命.
主要方法:
- 在Zn薄膜 (Zn@AC) 上使用低温化学蒸汽沉积 (LTCVD) 现场构建薄无形碳 (AC) 接口层.
- 对交流层的疏水性和Zn2+转移速率的描述.
- 对称的细胞测试Zn/剥离稳定性的测试.
- 使用MnO2/CNT阴极和柔性准固态AZIB的全电池的评估.
主要成果:
- 交流层 (∼100 nm) 通过同质化电场和 Zn2+ 流量来促进均的 Zn 沉积.
- 对称细胞在500多小时的时间内显示出无树的Zn涂层/剥离,超电位低 (31mV在1mA/cm2).
- 在550个循环 (1A/g) 后,全细胞实现了70.0%的容量保留.
- 在变形下,灵活的准固态AZIB在300个周期 (5A/g) 后保持了76.5mAh/g.
结论:
- 开发出的无形碳接口层有效地稳定了AZIB中的阳极.
- 这种方法同时减轻了树的生长和副作用,大大提高了电池的寿命.
- 这些发现为推进AZIB在大规模储能中的实际应用提供了一个有希望的战略.
