Stable Solid‐State Zinc–Iodine Batteries Enabled by an Inorganic ZnPS3 Solid Electrolyte with Interconnected Zn2+ Migration Channels

电解质 材料科学 电化学 化学工程 水溶液 阳极 无机化学 快离子导体 电化学窗口 离子电导率 电极 化学 物理化学 冶金 工程类
作者
Zeheng Lv,Yuanhong Kang,Guanhong Chen,Jin Yang,Minghui Chen,Pengxiang Lin,Qilong Wu,Shouxin Zhang,Jinbao Zhao,Yang Yang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (3) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/adfm.202310476
摘要

Abstract Aqueous zinc–iodine (Zn–I 2 ) batteries, with their outstanding merits in safety, cost, and environmental friendliness, have received extensive attention. However, the unstable electrochemistry at the electrode–electrolyte interface originating from free water results in zinc dendrite growth, hydrogen evolution reaction (HER), and polyiodide ions shuttle, hindering their practical applications. Herein, solid‐state Zn–I 2 batteries based on an inorganic ZnPS 3 (ZPS) electrolyte are developed to overcome inherent interfacial issues associated with aqueous electrolytes. The inorganic ZnPS 3 electrolyte, with a low Zn 2+ diffusion energy barrier of ≈0.3 eV, demonstrates an exceptional ion conductivity of 2.0 × 10 −3 S cm −1 (30 °C), which also satisfies high chemical/electrochemical stability and mechanical strength. The solid Zn 2+ conduction mechanism, facilitated by bounded water only on grains, effectively suppresses HER and polyiodide ions shuttling. During cycling, a ZnS functional layer is spontaneously formed on the anode/electrolyte interphase, promoting dendrite‐free Zn deposition behavior with a more stable (002) crystal orientation. Consequently, the solid‐state configuration of Zn–I 2 battery enables an impressive reversible capacity of 154.2 mAh g −1 after 400 cycles at 0.1 A g −1 . Importantly, the compatibility of the solid‐state ZnPS 3 electrolyte is also confirmed in the Zn||CuS cell, indicating its potential as a versatile platform for developing inorganic solid‐state zinc‐ion batteries (ZIBs).
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
亚蛋超可爱完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
Hhh完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
坚强的多嘴小蘑菇完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
柒z完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
糖果雨完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Pineapple完成签到,获得积分10
5秒前
小二郎应助专注的映萱采纳,获得10
6秒前
6秒前
jm发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
8秒前
唯一发布了新的文献求助10
8秒前
华仔应助活力的彩虹采纳,获得10
8秒前
Hhh发布了新的文献求助10
8秒前
laohu2发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
汉堡包应助Debjor采纳,获得10
9秒前
阿潇完成签到 ,获得积分10
9秒前
木木发布了新的文献求助10
10秒前
Hellolyj应助王多鱼采纳,获得10
10秒前
从容芮应助轻松博超采纳,获得10
11秒前
研友_ZrlzRL发布了新的文献求助10
11秒前
搞怪山晴发布了新的文献求助10
11秒前
mingkle应助jjjdy采纳,获得30
11秒前
11秒前
HUSHIYI发布了新的文献求助10
14秒前
77发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 600
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
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 3154309
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2805114
关于积分的说明 7863632
捐赠科研通 2463326
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1311205
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629506
版权声明 601821