Wood-inspired anisotropic hydrogel electrolyte with large modulus and low tortuosity realizing durable dendrite-free zinc-ion batteries

枝晶(数学) 电解质 曲折 材料科学 各向异性 纳米技术 复合材料 化学 冶金 多孔性 电极 数学 物理 几何学 物理化学 量子力学
作者
Jizhang Chen,Minfeng Chen,Hongli Chen,Ming Yang,Xiang Han,Dingtao Ma,Peixin Zhang,Ching‐Ping Wong
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:121 (21) 被引量:6
标识
DOI:10.1073/pnas.2322944121
摘要

While aqueous zinc-ion batteries exhibit great potential, their performance is impeded by zinc dendrites. Existing literature has proposed the use of hydrogel electrolytes to ameliorate this issue. Nevertheless, the mechanical attributes of hydrogel electrolytes, particularly their modulus, are suboptimal, primarily ascribed to the substantial water content. This drawback would severely restrict the dendrite-inhibiting efficacy, especially under large mass loadings of active materials. Inspired by the structural characteristics of wood, this study endeavors to fabricate the anisotropic carboxymethyl cellulose hydrogel electrolyte through directional freezing, salting-out effect, and compression reinforcement, aiming to maximize the modulus along the direction perpendicular to the electrode surface. The heightened modulus concurrently serves to suppress the vertical deposition of the intermediate product at the cathode. Meanwhile, the oriented channels with low tortuosity enabled by the anisotropic structure are beneficial to the ionic transport between the anode and cathode. Comparative analysis with an isotropic hydrogel sample reveals a marked enhancement in both modulus and ionic conductivity in the anisotropic hydrogel. This enhancement contributes to significantly improved zinc stripping/plating reversibility and mitigated electrochemical polarization. Additionally, a durable quasi-solid-state Zn//MnO
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
孟德尔吃豌豆完成签到,获得积分10
刚刚
zhanglan完成签到,获得积分10
1秒前
星辰大海应助胡楠采纳,获得10
2秒前
小二郎应助幽篁采纳,获得30
3秒前
SciGPT应助钱来采纳,获得10
3秒前
Zack发布了新的文献求助10
4秒前
魏笑白完成签到 ,获得积分10
6秒前
tian完成签到,获得积分0
6秒前
7秒前
基围虾完成签到,获得积分10
12秒前
科研狗完成签到,获得积分10
12秒前
Ding发布了新的文献求助10
13秒前
小萧完成签到,获得积分10
14秒前
卡卡罗特完成签到,获得积分10
15秒前
皮蛋瘦肉洲完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
帕芙芙完成签到,获得积分10
17秒前
粽子完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
19秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得30
19秒前
19秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
薰硝壤应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
不配.应助科研通管家采纳,获得20
19秒前
薰硝壤应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
sunshine发布了新的文献求助10
21秒前
libojing发布了新的文献求助10
22秒前
漫凤完成签到,获得积分10
23秒前
甜美的惠发布了新的文献求助10
23秒前
luoxijixian完成签到 ,获得积分10
25秒前
Zylk完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
The Oxford Handbook of Social Cognition (Second Edition, 2024) 1050
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3140687
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2791539
关于积分的说明 7799401
捐赠科研通 2447880
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1302124
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626459
版权声明 601194