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
含糊的葶完成签到,获得积分10
刚刚
一多发布了新的文献求助30
1秒前
饶小漫发布了新的文献求助10
1秒前
天罡发布了新的文献求助10
1秒前
cdercder应助zhouxiaoyu采纳,获得10
1秒前
玫瑰羊完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Yixuan_Zou完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
感觉发布了新的文献求助10
2秒前
充电宝应助shi采纳,获得10
2秒前
svg001发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
泥蝶完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
zizi发布了新的文献求助10
3秒前
bkagyin应助liusx123采纳,获得10
4秒前
寒冷不言发布了新的文献求助10
4秒前
领导范儿应助ASLYJS采纳,获得10
4秒前
Yixuan_Zou发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
maodou完成签到,获得积分10
5秒前
四叶草完成签到 ,获得积分10
5秒前
婷婷完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
英俊的铭应助漂亮孱采纳,获得10
5秒前
鱼鱼鱼完成签到,获得积分10
5秒前
领导范儿应助小九采纳,获得10
5秒前
5秒前
小旭vip完成签到 ,获得积分10
6秒前
晚风挽清欢完成签到 ,获得积分10
6秒前
qzc发布了新的文献求助10
8秒前
tejing1158完成签到,获得积分10
8秒前
慕青应助清脆天空采纳,获得10
8秒前
大模型应助ikun采纳,获得10
8秒前
温暖尔风完成签到,获得积分20
8秒前
壳壳完成签到 ,获得积分10
8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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
近红外光谱定性分析原理、技术及应用 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 6531524
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8324228
关于积分的说明 17823676
捐赠科研通 5632951
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2932791
邀请新用户注册赠送积分活动 1909464
关于科研通互助平台的介绍 1768618