Insight into potential oscillation behaviors during Zn electrodeposition: Mechanism and inspiration for rechargeable Zn batteries

振荡(细胞信号) 气泡 电流(流体) 过程(计算) 电流密度 电解质 离子 机制(生物学) 下降(电信) 降水 电极 材料科学 机械 电压降 纳米技术 化学物理 控制理论(社会学) 化学 计算机科学 机械工程 热力学 物理 控制(管理) 工程类 物理化学 生物化学 量子力学 有机化学 人工智能 气象学 操作系统
作者
Yi He,Yifan Cui,Wenxu Shang,Zhongxi Zhao,Peng Tan
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:438: 135541-135541 被引量:41
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.135541
摘要

Tremendous efforts are devoted to improving the utilization and stability of Zn electrodes for rechargeable Zn batteries, while the charging behaviors under high current density are rarely spotlighted. Herein, the mechanism of the potential oscillation during Zn electrodeposition in an alkaline solution is investigated in detail. The in-situ observation reveals a three-step process, involving Zn precipitation, hydrogen bubble evolution, and separation. A mathematical model considering the influence of bubble coverage and the hydrogen evolution reaction (HER) current is built to examine the electrochemically active surface area (ECSA). The results illustrate that convective disturbance of bubbles and the recovery of the ECSA lead to the drop back of the oscillating potential in the initial charging process. Then, the whole electrodeposition process is divided into the oscillating stage, the irregular stage, and the steady stage, of which the evolution may be attributed to the growth of microscopic Zn secondary structures. Based on the mechanism, a concept of the optimal charging curve is introduced, which not only guarantees safe charging without the hydrogen bubble evolution issue but also realizes efficient time-saving. Besides, a pulsed current strategy is also proposed to inhibit potential oscillation by offering sufficient time for ions to diffuse uniformly, and the efficiency is carefully evaluated. This work provides an insightful understanding of potential oscillation during Zn electrodeposition, which will favor the practical application of high-performance rechargeable Zn batteries.
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
fdxs发布了新的文献求助10
刚刚
zhj发布了新的文献求助10
刚刚
平淡远航完成签到,获得积分10
刚刚
烂漫的从彤完成签到,获得积分10
1秒前
椒盐天蛾发布了新的文献求助10
2秒前
一小揪儿发布了新的文献求助10
2秒前
大模型应助一天五顿饭采纳,获得10
2秒前
zhizhi应助lily采纳,获得10
3秒前
1nnoy发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
今夜不再打游戏完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
wanci应助潜水读者采纳,获得10
5秒前
6秒前
李宜诺完成签到,获得积分10
8秒前
欧米伽发布了新的文献求助10
8秒前
马马发布了新的文献求助10
8秒前
ANYC完成签到 ,获得积分10
8秒前
龙猫完成签到 ,获得积分10
8秒前
黎辉完成签到,获得积分10
9秒前
pluto应助zhj采纳,获得10
9秒前
nole发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
萝萝山大王完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
一一完成签到,获得积分0
11秒前
12秒前
马马完成签到,获得积分20
12秒前
wan4221完成签到,获得积分10
13秒前
Lucas应助隐居采纳,获得10
13秒前
知行合一完成签到 ,获得积分10
13秒前
大个应助潜水读者采纳,获得10
13秒前
14秒前
一天五顿饭完成签到,获得积分10
14秒前
在水一方应助哈哈哈采纳,获得10
14秒前
上官若男应助Poman采纳,获得10
15秒前
玄离完成签到,获得积分10
16秒前
匹诺曹发布了新的文献求助10
16秒前
Mister.WangK发布了新的文献求助10
16秒前
caihh完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6477182
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8279212
关于积分的说明 17656419
捐赠科研通 5559202
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2910791
邀请新用户注册赠送积分活动 1887727
关于科研通互助平台的介绍 1741170