Highly stable aqueous zinc-ion batteries enabled by suppressing the dendrite and by-product formation in multifunctional Al3+ electrolyte additive

电解质 材料科学 阳极 阴极 水溶液 电化学 枝晶(数学) 化学工程 层状结构 电池(电) 无机化学 电极 冶金 化学 有机化学 物理化学 功率(物理) 几何学 数学 物理 量子力学 工程类
作者
Xianlin Zhou,Kaixuan Ma,Qianyu Zhang,Gongzheng Yang,Chengxin Wang
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:15 (9): 8039-8047 被引量:29
标识
DOI:10.1007/s12274-022-4419-y
摘要

Rechargeable aqueous zinc-ion batteries (ZIBs) have gained extensive attention owing to the high safety, low cost, and high power/energy densities. But unfortunately the ZIBs universally suffer from the highly damaging series of side reactions, majorly including the insulating products formation, dendritic growth of zinc, and hydrogen evolution. To date there are few reports on the effective strategy that can solve the problems at the same time. Here we propose a novel hybrid electrolyte with Al3+ as additive to construct an aqueous ZIB composed of metallic zinc anode and K0.51V2O5 (KVO) nanoplate cathode. The highly reversible multistep K+/Zn2+-ions co-insertion/extraction in the lamellar structure with large interlayer spacing is clearly evidenced by systematical characterizations. In the presence of Al3+, the insulating basic zinc salts on the cathode surface have been reduced greatly, and the electrochemical potential window has been significantly expanded from 3 to 4.35 V. More interestingly, the Al3+ acts as a dopant embedded into the lattice that strengthens the crystal structure. Benefits from the suppressed zinc dendrite growth, the symmetrical Zn/Zn battery exhibited a satisfactory cycling life over 1,500 h at a high rate of 3 mA·cm−2 in the hybrid electrolyte. As a result, the Zn/KVO batteries delivered a high specific capacity of 210 mAh·g−1 and retained high capacity retention of 91% after 1,600 h at a low current of 100 mA·g−1.
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
1秒前
earth完成签到,获得积分10
1秒前
Jasper应助TaoJ采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助jiong采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助朴素煎饼采纳,获得10
3秒前
3秒前
英俊的铭应助光亮寄凡采纳,获得30
3秒前
帅气寒香发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
无花果应助小猫咪采纳,获得10
5秒前
蓝雁发布了新的文献求助20
5秒前
6秒前
7秒前
7秒前
科研通AI6.2应助波波采纳,获得10
8秒前
彭于晏应助安屿采纳,获得10
8秒前
张佳佳完成签到,获得积分10
8秒前
Aurora发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
倒立拉shi发布了新的文献求助10
10秒前
chaoshen发布了新的文献求助10
10秒前
健康美丽的陈祥薇完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
12秒前
撒野完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
张佳佳发布了新的文献求助10
12秒前
脑洞疼应助鲤鱼听荷采纳,获得10
12秒前
12秒前
mucheng发布了新的文献求助10
13秒前
安息香发布了新的文献求助10
13秒前
凡心完成签到,获得积分10
13秒前
传奇3应助beibeibaobao采纳,获得10
13秒前
lcxszsd发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
传奇3应助Violet采纳,获得10
14秒前
陈宇蛟发布了新的文献求助10
14秒前
AngryMolly发布了新的文献求助30
15秒前
Aurora完成签到,获得积分10
15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 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Standard: In-Space Storable Fluid Transfer for Prepared Spacecraft (AIAA S-157-2024) 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5948845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7118524
关于积分的说明 15913581
捐赠科研通 5081861
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2732222
邀请新用户注册赠送积分活动 1692662
关于科研通互助平台的介绍 1615494