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徐锡金团队在Advanced Energy Materials杂志发表水系锌电相关研究成果:功能性电解质为高可逆性锌负极“保驾护航”
发布日期:2024/06/20    阅览:

近日,徐锡金教授团队在水系储能领域取得重要研究进展,相关工作以题为"Highly Reversible Zn Metal Anode Securing by Functional Electrolyte Modulation "的研究论文发表于顶级期刊Advanced Energy Materials上,中科院一区,影响因子27.8。博士研究生李传琳为论文第一作者,王成刚副教授和徐锡金教授为共同通讯作者,济南大学为第一完成单位。

由于锌离子电池具有高理论容量(820 mAh g1/ 5855 mAh cm-3)和理想的电化学氧化还原电位(- 0.762 V vs. SHE),其商业化潜力巨大。然而,锌负极界面上的副反应阻碍了锌离子电池的长期运行,限制了其大规模应用。本论文通过采用少量的4-氨基苯磺酸钠(SABS)添加剂诱导Zn2+的均匀沉积,从而抑制界面处副反应的发生。SABS的优先吸附促进了贫水内亥姆霍兹层的形成,从而抑制了Zn负极表面游离H2O的析氢腐蚀。此外,SABS可以进一步分解形成固体电极/电解质界面(SEI)层,调控Zn2+的电化学沉积/剥离行为,大大提高了Zn//Zn对称电池的循环寿命。基于此优化策略,组装的Zn||I2全电池在20000次循环后,仍然具有92.4%容量保持率。同时,组装的软包电池(4×5 cm2)在5 mA cm-2下经820次循环后,容量保持率达99.1% (63 mAh)。

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1. 锌离子溶剂化结构及双电层的调控表征。

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2. SEI层的结构和组成表征。

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3. Zn负极表面的沉积动力学和耐腐蚀性表征。

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4. Zn负极沉积的形貌表征。

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5. Zn//Zn对称电池ZnSO4+SABS电解液中电化学性能。

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6. Zn||I2全电池在ZnSO4+SABS电解液中的电化学性能。



文献链接:Highly Reversible Zn Metal Anode Securing by Functional Electrolyte Modulation Chuanlin Li, Xixi Zhang, Guangmeng Qu, Shunshun Zhao, Hongjie Qin, Dingzheng Li, Na Li, Chenggang Wang*, Xijin Xu*


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