水性锌离子电池(AZIB)中的锌负极受到不受控制的枝晶生长和混杂的水引发的副反应的严重阻碍,导致库仑效率(CE)低和寿命差。鉴于此,西南科技大学徐龙华等构建了一种通用的锌基褐铁矿(Zn–LT)界面,用于均匀快速地沉积锌,实现长寿命的水性锌离子电池。
本文要点:
(1)综合实验结果和理论模拟表明,Zn–LT层中丰富的带负电通道允许阳离子渗透,但屏蔽阴离子以均匀调节Zn沉积。此外,Zn–LT不仅可以作为去溶剂层促进Zn沉积动力学,还可以有效抑制有害的Zn负极腐蚀。
(2)功能性Zn–LT界面使阳极能够在1 mA cm−2时提供高达99.8%的平均CE,在10 mA cm−2和5 mA h cm−2下提供>830 h的长寿命。此外,组装的MnO2||Zn–LT@Zn全电池表现出显著的倍率性能(在2 A g−1时为123 mA h g−1)和长期循环稳定性(700次循环后在1 A g−2时保持80.4%的容量)。
(3)Zn-LT@Zn负极可以推广到轧制方法,体现了工业制造的潜力。
Huo, X., Xu, L., Xie, K., Zhang, K., Li, J., Wang, D., Shu, K., Cation-Selective Interface for Kinetically Enhanced Dendrite-Free Zn Anodes. Adv. Energy Mater. 2023, 2203066.
DOI: 10.1002/aenm.202203066
https://doi.org/10.1002/aenm.202203066