亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Phase-Field Simulation of a Dynamic Protective Layer for the Inhibition of Dendrite Growth in Zinc Metal Batteries

枝晶(数学) 材料科学 阳极 热扩散率 电解质 化学工程 金属 电偶阳极 扩散 图层(电子) 电化学 电极 无机化学 纳米技术 冶金 阴极保护 化学 物理化学 热力学 工程类 物理 数学 几何学
作者
Bharat Pant,Yao Ren,Ye Cao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (51): 59329-59336 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsami.3c11936
摘要

Metallic zinc (Zn) has been considered one of the most promising anode materials for next-generation aqueous Zn batteries due to its low redox potential and high storage capacity. However, excessive dendrite formation in Zn metal, corrosion, the evolution of hydrogen gas during the cycling process, and the poor Zn-ion (Zn2+) transport from the electrolyte to the electrode limit its practical application. One of the most effective strategies to suppress Zn dendrite growth and promote Zn2+ transport is to introduce suitable protective layers between the Zn metal electrode and the electrolyte. Herein, we mathematically simulated the dynamic interactions between the Zn deposition on the anode and the resulting displacement of a protective layer that covers the anode, the latter of which can simultaneously inhibit Zn dendrite growth and enhance the Zn2+ transport through the interface between the Zn anode and the protective layer. Our simulation results indicate that a protective layer of high Zn2+ diffusivity not only improves the deposition rate of the Zn metal but also prevents dendrite growth by homogenizing the Zn2+ concentration at the anode surface. In addition, it is revealed that the anisotropic Zn2+ diffusivity in the protective layer influences the 2D diffusion of Zn2+. Higher Zn2+ diffusivity perpendicular to the Zn metal surface inhibits dendrite growth, while higher diffusivity parallel to the Zn metal surface promotes dendrite growth. Our work thus provides a fundamental understanding and a design principle for controlling anisotropic Zn2+ diffusion in the protective layer for better suppression of dendrite growth in Zn metal 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
RRRRR1完成签到,获得积分10
刚刚
赘婿应助速食采纳,获得10
2秒前
3秒前
RRRRR1发布了新的文献求助10
5秒前
levitt233完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
崔崔发布了新的文献求助10
9秒前
江氏巨颏虎完成签到,获得积分10
11秒前
XiangboTan发布了新的文献求助10
13秒前
meeteryu完成签到,获得积分10
14秒前
大帅哥完成签到 ,获得积分10
16秒前
前前完成签到 ,获得积分10
19秒前
大力的灵雁应助RRRRR1采纳,获得10
20秒前
酒酿是也完成签到 ,获得积分10
25秒前
默默小馒头完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
37秒前
Jenny完成签到,获得积分20
38秒前
顺鑫完成签到 ,获得积分10
39秒前
41秒前
wangjianyu发布了新的文献求助10
41秒前
崔崔发布了新的文献求助10
44秒前
崔崔发布了新的文献求助10
47秒前
666完成签到 ,获得积分10
48秒前
林黛玉完成签到 ,获得积分10
48秒前
传奇3应助ercha采纳,获得10
52秒前
punch完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
复杂妙海完成签到,获得积分10
1分钟前
旺仔先生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
贺光萌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大胆的白羊完成签到,获得积分10
1分钟前
leilei发布了新的文献求助30
1分钟前
pianobeta2发布了新的文献求助10
1分钟前
大模型应助周子采纳,获得10
1分钟前
能干的人完成签到,获得积分10
1分钟前
molihuakai应助韩昌黎采纳,获得10
1分钟前
大知闲闲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
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
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
LASER: A Phase 2 Trial of 177 Lu-PSMA-617 as Systemic Therapy for RCC 520
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 6380983
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8193304
关于积分的说明 17317201
捐赠科研通 5434363
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2874578
邀请新用户注册赠送积分活动 1851385
关于科研通互助平台的介绍 1696143