Lean-water electrolyte to stabilize zinc anode and suppress manganese dissolution of cathode for ampere-hour zinc batteries

阳极 阴极 溶解 材料科学 电解质 法拉第效率 电化学 电池(电) 化学工程 无机化学 电极 化学 冶金 功率(物理) 物理 物理化学 量子力学 工程类
作者
Xinyu Wang,Yiran Ying,Shengmei Chen,Qingjun Meng,Haitao Huang,Longtao Ma
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:119: 109099-109099 被引量:33
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.109099
摘要

Rechargeable Zinc battery technologies are regarded as viable candidates for large-scale energy storage due to constitutional safety and inexpensive position. Nevertheless, the strong polarity of H2O molecules initiates the deterioration of both zinc metal anode and cathode. At anode side, radical H2O molecules cause side reactions of zinc corrosion, hydrogen evolution reaction (HER) and dendrite growth. At cathode side, the dissolution of transition metal brings about severe capacity fading of cathodes. Herein, we replace the 90% H2O sheath of Zn2+ solvation with 1,3-propanediol (PDO) molecules to form a lean-water electrolyte, in which the abundant PDO molecules can significantly suppress 99.9% HER and prohibit the Zn dendrite growth, while H2O molecules with a molecular lubrication mechanism enables fast ion transportation. Consequently, at anode side, Zn plating/stripping reversibly processes over 4000 cycles with high average Coulombic efficiency of 99.24% in ZnǀǀCu cell. At cathode side, the decreased water activity and scarce solute-water dissolving surfaces suppress 98.6% dissolution of manganese species. The ZnǀǀMnHCF full cell demonstrates high capacity of 140.7 mAh·g−1 at 0.1 A·g−1 and ultra-long lifespan of 3000 cycles with 85.4% initial capacity retained. More importantly, a 1.4 Ah ZnǀǀMnHCF pouch cell shows excellent lifespan over 150 cycles with charge/discharge run time > 68 days. We expect that this work will promote the practicability of aqueous Zn-ion batteries for grid-scale energy storage.
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
刚刚
松鼠完成签到,获得积分10
刚刚
koala发布了新的文献求助10
1秒前
哇哈哈哈哈哈完成签到,获得积分10
2秒前
Singularity应助bamboo采纳,获得10
3秒前
今后应助jovrtic采纳,获得10
3秒前
3秒前
hongera发布了新的文献求助10
4秒前
完美世界应助垚祎采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
6秒前
药宫完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
8秒前
8秒前
韭菜发布了新的文献求助10
8秒前
王秋婷发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI2S应助顺科研采纳,获得10
10秒前
呆萌士晋发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
可爱的函函应助李昕123采纳,获得20
11秒前
12秒前
12秒前
二行发布了新的文献求助10
13秒前
二东发布了新的文献求助10
13秒前
Akim应助韭菜采纳,获得10
13秒前
安沐完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
珊珊发布了新的文献求助10
14秒前
hongera完成签到,获得积分10
14秒前
李李李发布了新的文献求助10
15秒前
松鼠发布了新的文献求助10
15秒前
jovrtic完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
白河完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
Liz关注了科研通微信公众号
18秒前
云落完成签到 ,获得积分10
19秒前
陶陶发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
Weirder than Sci-fi: Speculative Practice in Art and Finance 960
Resilience of a Nation: A History of the Military in Rwanda 888
Massenspiele, Massenbewegungen. NS-Thingspiel, Arbeiterweibespiel und olympisches Zeremoniell 500
Essentials of Performance Analysis in Sport 500
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3727967
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3273048
关于积分的说明 9979641
捐赠科研通 2988422
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1639628
邀请新用户注册赠送积分活动 778825
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 747819