开发了一种基于量子力学数据的新型反作用力场,用于描述水性锌离子电池(ZIBs)中锌电极-电解质界面(EEI)化学的形成。近日,香港科技大学Luo Zhengtang、加州理工学院William A. Goddard III、华南理工大学Yuan Bin使用反应分子动力学(RMD)模拟来跟踪EEI中的Zn还原和阳极结构演变。
本文要点:
1) 研究发现,在轴向压力作用下,锌枝晶的形成受到抑制。这与加速离子传输和还原的同时增加对水平(002)面生长的偏好有关。作者观察到双电层内Zn离子的压力诱导去溶剂化,这促进了更快的还原动力学。
2) 研究发现,轴向压力通过降低成核过程中的轴向原子应力和增加侧向吸附原子扩散来稳定(002)面上的吸附原子,从而减少原子尺度枝晶的形成。最后,作者通过实验表征和电化学测试证实了这些结果。
Yuyin Li et.al The Zn Deposition Mechanism and Pressure Effects for Aqueous Zn Batteries: A Combined Theoretical and Experimental Study Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303047
https://doi.org/10.1002/aenm.202303047