Building Near‐Unity Stacked (002) Texture for High‐Stable Zinc Anode

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作者
Tingting Wei,Hong Zhang,Yingke Ren,Li’e Mo,Yi He,Peng Tan,Yang Huang,Zhaoqian Li,Daming Zhu,Linhua Hu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (14) 被引量:125
标识
DOI:10.1002/adfm.202312506
摘要

Abstract Dendrite‐free Zn anode is the key to avoiding battery failure, which is largely determined by the crystal growth during the electrodeposition process. Therefore, controlling the specific crystal orientation growth of Zn is imperative for high‐performing aqueous zinc ion batteries. Herein, an electrocrystallization orientation regulation strategy is proposed to achieve near‐unity stacked Zn (002) texture growth. Featuring the zincophilic nature and high electronegative carboxylate radical, disodium maleate molecules tend to selectively adsorb on the Zn (002) crystal plane, forming a dynamic protection layer. This adsorption layer regulates Zn 2+ diffusion along [100] and [101] orientations with the lowest deposition rate on the (002) plane, homogenizes Zn 2+ flux, and keeps away water from Zn surface, constructing the flattened and horizontally arranged Zn deposition layer with dominantly Zn (002) texture and inhibited side‐reaction. Consequently, the Zn anode with near‐unity stacked (002) texture exhibits a 40‐fold enhancement in running lifetime beyond 3200 h and improved coulombic efficiency of 99.81% over 3000 cycles than that with bare ZnSO 4 electrolyte. Even at harsh plating/stripping conditions of 30 and 30 mAh cm −2 , the Zn anode still sustains state‐of‐the‐art stability over 120 h, enabling a substantial advance in the long‐term stability of the battery.
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