Polar small molecular electrolyte additive for stabilizing Zn anode

过电位 电解质 法拉第效率 阳极 化学工程 阴极 金属 化学 电池(电) 电化学 材料科学 无机化学 电极 有机化学 物理化学 功率(物理) 工程类 物理 量子力学
作者
Kailimai Su,Xingyun Zhang,Xiaqing Zhang,Chengshuai Wang,Yunxun Pu,Yan Wang,Shanhong Wan,Junwei Lang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:474: 145730-145730 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145730
摘要

Zinc (Zn) metal is considered as one of the ideal anode materials for aqueous metal batteries on account of its advantages of high safety, low cost, high theoretical capacity and environmental friendliness. However, the rapid development of Zn metal devices is hindered by unpredictable problems, such as dendritic growth, hydrogen evolution, and corrosion side-reactions of Zn metal. To address these difficulties, the low-cost erythritol (Et) is used as an additive in typical ZnSO4 electrolyte not only to homogenize the local electric field by adjusting the solvate structure of hydrated Zn2+, but also to alter the hydrogen evolution active site and overpotential through the low unoccupied molecular orbital energy of Et. As a result, the Zn||Zn symmetric cell using Et additive display an exceedingly prolonged cycle life of about 2000 h at 0.23 mA cm−2/0.23 mAh cm−2, significantly higher than that of using pure ZnSO4 electrolyte of 220 h, meanwhile, the Coulombic efficiency of the Zn||Cu battery using Et additive is as high as 99% under a high cumulative plated capacity of 2.0 mAh cm−2. Besides, at current densities of 2.0 mA cm−2 and 5.0 A/g, the full batteries assembled using MnO2 and V2O5 as cathodes can tolerate 2000 and 1000 cycles, respectively, and their capacity retention rates are higher than those without additives. This work indicates that the use of polar small molecular additives to regulate ion deposition is an effective strategy for stabilizing Zn anode and shed novel perspective for the development of long-life, high-stability, environment-friendly, and low-cost aqueous zinc ion batteries.

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
5秒前
EVEN完成签到 ,获得积分0
12秒前
木头人发布了新的文献求助20
19秒前
三杯吐然诺完成签到 ,获得积分10
30秒前
shacodow完成签到,获得积分10
31秒前
小学徒完成签到 ,获得积分10
33秒前
不劳而获完成签到 ,获得积分10
35秒前
jiunuan完成签到,获得积分10
39秒前
WL完成签到 ,获得积分10
39秒前
ll完成签到,获得积分10
42秒前
瞿人雄完成签到,获得积分10
44秒前
没心没肺完成签到,获得积分10
46秒前
1002SHIB完成签到,获得积分10
47秒前
nihaolaojiu完成签到,获得积分10
47秒前
sheetung完成签到,获得积分10
47秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
49秒前
57秒前
宇文鹏煊完成签到 ,获得积分10
58秒前
顾矜应助木头人采纳,获得10
1分钟前
害羞的雁易完成签到 ,获得积分10
1分钟前
shhoing应助脑残骑士老张采纳,获得10
1分钟前
sweet雪儿妞妞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
夜休2024完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SciGPT应助xing采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
小石榴的爸爸完成签到 ,获得积分10
2分钟前
xing完成签到,获得积分10
2分钟前
小石榴爸爸完成签到 ,获得积分10
2分钟前
顾矜应助掠影采纳,获得30
2分钟前
zzz完成签到,获得积分10
2分钟前
幻想小蜜蜂完成签到,获得积分10
2分钟前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
3分钟前
掠影发布了新的文献求助30
3分钟前
snn完成签到 ,获得积分10
3分钟前
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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
Rousseau, le chemin de ronde 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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5539095
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4625935
关于积分的说明 14597077
捐赠科研通 4566735
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2503520
邀请新用户注册赠送积分活动 1481524
关于科研通互助平台的介绍 1453020