A solid-to-solid metallic conversion electrochemistry toward 91% zinc utilization for sustainable aqueous batteries

电化学 电解质 阳极 材料科学 水溶液 金属 枝晶(数学) 化学工程 扩散 剥离(纤维) 电化学窗口 电极 化学 冶金 有机化学 物理化学 离子电导率 工程类 复合材料 物理 热力学 数学 几何学
作者
Zhiguo Hou,Tengsheng Zhang,Xin Liu,Zhibin Xu,Jiahao Liu,Wanhai Zhou,Yitai Qian,Hong Jin Fan,Dongliang Chao,Dongyuan Zhao
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:8 (41): eabp8960-eabp8960 被引量:167
标识
DOI:10.1126/sciadv.abp8960
摘要

The diffusion-limited aggregation (DLA) of metal ion (Mn+) during the repeated solid-to-liquid (StoL) plating and liquid-to-solid (LtoS) stripping processes intensifies fatal dendrite growth of the metallic anodes. Here, we report a new solid-to-solid (StoS) conversion electrochemistry to inhibit dendrites and improve the utilization ratio of metals. In this StoS strategy, reversible conversion reactions between sparingly soluble carbonates (Zn or Cu) and their corresponding metals have been identified at the electrode/electrolyte interface. Molecular dynamics simulations confirm the superiority of the StoS process with accelerated anion transport, which eliminates the DLA and dendrites in the conventional LtoS/StoL processes. As proof of concept, 2ZnCO3·3Zn(OH)2 exhibits a high zinc utilization of ca. 95.7% in the asymmetry cell and 91.3% in a 2ZnCO3·3Zn(OH)2 || Ni-based full cell with 80% capacity retention over 2000 cycles. Furthermore, the designed 1-Ah pouch cell device can operate stably with 500 cycles, delivering a satisfactory total energy density of 135 Wh kg-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
峥嵘完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
小王博士发布了新的文献求助30
刚刚
幸福的蜜粉完成签到,获得积分10
刚刚
yunqing完成签到,获得积分10
1秒前
领导范儿应助欣慰的书本采纳,获得10
1秒前
1秒前
诗棵发布了新的文献求助10
1秒前
自由自在完成签到,获得积分10
1秒前
ai化学发布了新的文献求助10
2秒前
樱桃发布了新的文献求助10
2秒前
八角发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
少年完成签到,获得积分10
4秒前
小雨点2522完成签到,获得积分10
4秒前
梦初醒处发布了新的文献求助10
4秒前
李李完成签到 ,获得积分10
4秒前
杨大帅气完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
QQLL发布了新的文献求助10
5秒前
酷波er应助机智的花菜采纳,获得10
5秒前
洪汉完成签到,获得积分10
6秒前
orixero应助不会取名字采纳,获得10
6秒前
小超发布了新的文献求助10
6秒前
事事包子发布了新的文献求助40
7秒前
清秀语儿发布了新的文献求助10
7秒前
ChatGPT发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
Glufo发布了新的文献求助20
10秒前
Lucas应助小超采纳,获得10
10秒前
那达苏明完成签到,获得积分10
10秒前
Winfred应助八角采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
pattrick发布了新的文献求助10
13秒前
例外发布了新的文献求助10
13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
Cronologia da história de Macau 1600
Decentring Leadership 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
Atlas of Anatomy 5th original digital 2025的PDF高清电子版(非压缩版,大小约400-600兆,能更大就更好了) 1000
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 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6184455
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8011772
关于积分的说明 16664328
捐赠科研通 5283697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2816597
邀请新用户注册赠送积分活动 1796376
关于科研通互助平台的介绍 1660883