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支春義團隊ACS Nano.：晶體定向工程，增強Zn負極的界面動學性能！
來源： 時間：2023-12-19 16:03:34 瀏覽：2350次

第一作者：Qing Li

通訊作者：支春義教授

通訊單位：香港城市大學

DOI：10.1021/acsnano.3c07848



研究背景



鋅（Zn）負極中不可控的枝晶形成是可充電水系鋅基電池（RAZBs）商業化的瓶頸。界面，即電荷轉移過程發生的位置，以尚未完全理解的方式顯著影響進一步的形貌演化，例如，晶面和涂層的取向。基于此，香港城市大學支春義教授等人證明了Zn負極的形態和動力學可以通過晶面來調整，開發了一種T-ZnSe層來誘導均勻沉積，制備的T-ZnSe層可以顯著提高反應動力學，并誘導(0002)Zn均勻沉積。



文章要點



1、作者證明了Zn負極的形態和動力學可以通過晶面來調整，開發了一種T-ZnSe層來誘導均勻沉積。以這種T-ZnSe@Zn作為負極，具有I2正極和實際面積容量（2 mAh cm-2）的全電池可以穩定地循環工作900次。此外，作者還利用該負極制備了一個總容量為150 mAh的袋式電池，證明了其有效性。

2、通過機理研究，作者比較了T-ZnSe@Zn、P-ZnSe@Zn和裸Zn負極的性能。從影響負極沉積/溶解的角度來看，三者表現出了完全不同的電化學行為。T-ZnSe層正調節并促進負極反應，而P-ZnSe層作為一個勢壘，其活化能較低，但高電阻阻礙了反應。T-ZnSe層表現出最低的活化能和極大增強的電池性能。T-ZnSe@Zn||I2電池具有高面積容量（3.75 mAh cm-2），也可以循環900多次，容量保留率高達87.2%，遠遠優于P-ZnSe@Zn||I2和裸Zn||I2。本工作表明，涂層的晶體結構對陽極剝離/鍍層有顯著影響，有望為金屬陽極的優化提供依據。



圖文展示



 圖1.T-ZnSe@Zn的特性

 圖2.比較(0002)Zn和(111)ZnSe原子排列、晶格匹配度

 圖3. P-ZnSe@Zn和T-ZnSe@Zn的性能表征

 圖4.電池的循環性能、SEM表征

 圖5.各種Zn負極的電池性能


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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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