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:163
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
dd发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
爆米花应助鸣蜩十三采纳,获得10
2秒前
Lzoctor发布了新的文献求助10
3秒前
老鼠耗子发布了新的文献求助10
3秒前
娜娜子完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
Raven_liu完成签到,获得积分10
4秒前
LZH完成签到,获得积分10
5秒前
李健应助汪文卿采纳,获得10
5秒前
十六应助DrSong采纳,获得50
5秒前
7秒前
7秒前
Yya1023225发布了新的文献求助20
7秒前
8秒前
小蘑菇应助强健的黄蜂采纳,获得10
9秒前
满眼星辰发布了新的文献求助10
10秒前
赘婿应助Dd采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
一见发布了新的文献求助10
12秒前
xy关注了科研通微信公众号
13秒前
汪文卿发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
Lzoctor完成签到,获得积分10
16秒前
方元浡完成签到,获得积分10
17秒前
善良茗茗发布了新的文献求助10
17秒前
我是小航应助羊洋洋采纳,获得10
18秒前
约翰发布了新的文献求助20
18秒前
ssl完成签到 ,获得积分10
18秒前
我叫预言家完成签到,获得积分20
19秒前
19秒前
刘亦菲完成签到,获得积分10
20秒前
lxz完成签到,获得积分10
20秒前
世博君完成签到,获得积分20
21秒前
星空完成签到,获得积分10
21秒前
21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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Developmental Peace: Theorizing China’s Approach to International Peacebuilding 1000
Traitements Prothétiques et Implantaires de l'Édenté total 2.0 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6132892
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7960133
关于积分的说明 16519381
捐赠科研通 5249406
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2803288
邀请新用户注册赠送积分活动 1784392
关于科研通互助平台的介绍 1655208