电化学离子插入/提取会引起周期性的体积变化，并导致锌离子电池的疲劳和容量衰减，但对体积变化缺乏定量理解，这对合理设计高稳定性阴极仍是一个巨大挑战。近日，哈尔滨工业大学Huang Yan、Li Kaikai、香港科技大学Zhang Tongyi报道了一种基于操作数字图像相关（DIC）的技术，并将其用于研究CNT/VOOH复合阴极的化学应变，以及与纯VOOH进行了比较。

本文要点：

1) 结合电化学-机械耦合模型，作者量化了化学应变随时间（容量）的演变和残余化学应变随循环的变化，并估计了两个阴极中Zn²⁺的摩尔体积。结果表明，CNTs的引入明显降低了Zn²⁺的摩尔体积，在CNT/VOOH复合物中产生的应变比在纯VOOH中产生的更小，从而使CNT/VOOH具有长期稳定性。

2) 此外，CNT/VOOH复合阴极在20A g^-1下具有322 mAh g^-1的高比容量，并在10A g^-1下具有超长的循环寿命，8500次循环后仍保留206 mAh g^-1。

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Xiuling Shi et.al Operando chemical strain analysis of CNT/VOOH during zinc insertion for Zn-ion batteries EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE01745A

https://doi.org/10.1039/D3EE01745A