Diminishing Interfacial Turbulence by Colloid‐Polymer Electrolyte to Stabilize Zinc Ion Flux for Deep‐Cycling Zn Metal Batteries

电解质 材料科学 电化学 水溶液 化学工程 电极 胶体 金属 冶金 化学 物理化学 工程类
作者
Jinqiu Zhou,Lifang Zhang,Mingji Peng,Xi Zhou,Yufeng Cao,Jie Liu,Xiaowei Shen,Chenglin Yan,Tao Qian
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (21): e2200131-e2200131 被引量:176
标识
DOI:10.1002/adma.202200131
摘要

Abstract The fluidity of aqueous electrolytes and undesired H 2 evolution reaction (HER) can cause severe interfacial turbulence in aqueous Zn metal batteries (ZMBs) at deep cycling with high capacities and current densities, which would further perturb ion flux and aggravate Zn dendrite growth. In this study, a colloid‐polymer electrolyte (CPE) with special colloidal phase and suppressed HER is designed to diminish interfacial turbulence and boost deep Zn electrochemistry. Density functional theory calculations confirm that the quantitative migratory barriers of Zn 2+ along the transport pathway in CPE demonstrate much smaller fluctuations compared with normal aqueous electrolyte, indicating that CPE can effectively diminish interfacial disturbance. Benefitting from this, the Zn 2+ ion flux can be homogenized and deposited evenly on the electrode, which is confirmed by finite element simulation and in situ Raman measurements. Consequently, CPE enables stable operation of Zn//Cu cells even with high capacity (up to 20 mAh cm −2 ) and current density (up to 100 mA cm −2 ) and Zn//Na 5 V 12 O 32 full‐cell with N/P ratio as low as 1 (i.e., 100% Zn utilization). It is believed that this strategy opens a brand‐new avenue based on CPE toward boosting deep‐cycling electrochemistry in ZMBs and even other aqueous energy‐storage applications.
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
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
xxyy完成签到,获得积分10
2秒前
你听得到完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
英姑应助Austin采纳,获得10
3秒前
xxyy发布了新的文献求助10
5秒前
萌農完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
7秒前
养乐多完成签到,获得积分10
7秒前
无情芷珊发布了新的文献求助10
8秒前
小牛发布了新的文献求助10
8秒前
12356完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
从容的丹南完成签到 ,获得积分10
9秒前
jiao完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
火星上的海亦完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
11发布了新的文献求助10
14秒前
染染完成签到,获得积分10
14秒前
Freya1528应助Sweeney采纳,获得30
14秒前
dde应助123采纳,获得10
14秒前
陶1122发布了新的文献求助10
14秒前
dengdengdeng发布了新的文献求助10
14秒前
Hello应助luzhhui采纳,获得10
15秒前
淡定的水彤完成签到,获得积分10
15秒前
华仔应助全球采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
科研通AI6.4应助合适夏天采纳,获得10
16秒前
18秒前
恋晨发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
Sweeney完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
科研通AI6.4应助Jodie采纳,获得30
22秒前
nana发布了新的文献求助10
23秒前
EvaHo完成签到,获得积分10
24秒前
yyan完成签到 ,获得积分10
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7707755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9265209
关于积分的说明 20053372
捐赠科研通 7284216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296106
关于科研通互助平台的介绍 2451002
邀请新用户注册赠送积分活动 2303106