Tailoring grain boundary stability of zinc-titanium alloy for long-lasting aqueous zinc batteries

晶界 材料科学 成核 金属间化合物 合金 晶间腐蚀 冶金 微观结构 化学工程 腐蚀 沉积(地质) 热力学 生物 古生物学 物理 沉积物 工程类
作者
Yunxiang Zhao,Shan Guo,Manjing Chen,Bingan Lu,Xiaotan Zhang,Shuquan Liang,Jiang Zhou
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:147
标识
DOI:10.1038/s41467-023-42919-7
摘要

The detrimental parasitic reactions and uncontrolled deposition behavior derived from inherently unstable interface have largely impeded the practical application of aqueous zinc batteries. So far, tremendous efforts have been devoted to tailoring interfaces, while stabilization of grain boundaries has received less attention. Here, we demonstrate that preferential distribution of intermetallic compounds at grain boundaries via an alloying strategy can substantially suppress intergranular corrosion. In-depth morphology analysis reveals their thermodynamic stability, ensuring sustainable potency. Furthermore, the hybrid nucleation and growth mode resulting from reduced Gibbs free energy contributes to the spatially uniform distribution of Zn nuclei, promoting the dense Zn deposition. These integrated merits enable a high Zn reversibility of 99.85% for over 4000 cycles, steady charge-discharge at 10 mA cm-2, and impressive cyclability for roughly 3500 cycles in Zn-Ti//NH4V4O10 full cell. Notably, the multi-layer pouch cell of 34 mAh maintains stable cycling for 500 cycles. This work highlights a fundamental understanding of microstructure and motivates the precise tuning of grain boundary characteristics to achieve highly reversible Zn anodes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
柯一一应助整齐荟采纳,获得10
1秒前
单纯面包发布了新的文献求助10
2秒前
悦耳人生发布了新的文献求助10
2秒前
啦啦啦完成签到 ,获得积分10
2秒前
无忧完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
Messi完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
希达完成签到,获得积分10
4秒前
十三应助Y0Y0采纳,获得10
5秒前
麦麦发布了新的文献求助10
5秒前
ydby27发布了新的文献求助10
6秒前
qiang发布了新的文献求助10
7秒前
MyMuses发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
碧蓝的凝竹完成签到,获得积分10
9秒前
整齐荟完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
11秒前
可爱的函函应助单纯面包采纳,获得10
12秒前
12秒前
14秒前
lxt819完成签到,获得积分10
16秒前
博修发布了新的文献求助10
16秒前
黄玉珠发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
Xu发布了新的文献求助10
19秒前
quora完成签到,获得积分10
19秒前
Orange应助ji采纳,获得10
19秒前
李爱国应助十一苗采纳,获得10
20秒前
20秒前
李健应助shinn采纳,获得10
21秒前
22秒前
slj发布了新的文献求助10
23秒前
王一一发布了新的文献求助10
23秒前
xuaotian完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3967722
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512889
关于积分的说明 11165380
捐赠科研通 3247919
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794067
邀请新用户注册赠送积分活动 874836
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804578