A Synergistic Zincophilic and Hydrophobic Supramolecule Shielding Layer for Actualizing Long‐Term Zinc‐Ion Batteries

材料科学 电磁屏蔽 图层(电子) 离子 期限(时间) 纳米技术 化学工程 复合材料 有机化学 冶金 化学 物理 量子力学 工程类
作者
Jingchen Tao,Xinxin Cai,Yiran Li,Liang Huang,Xueying Zhang,Huiquan Zhang,Dongmin Ma,Ran Liang,Weixing Song
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.202403662
摘要

Abstract The zinc metal anodes are liable to experience detrimental dendrite growth and side reactions, thereby limiting the lifespan of aqueous Zn‐ion batteries. Here, a readily available supramolecule, dimethoxypillar[5]arene (DP[5]), is utilized as a shielding layer to stabilize the Zn anode by exploiting its zincophilicity derived from the ─OCH 3 functional groups and its hydrophobicity from the hydrophobic backbone. The DP[5] shielding layer regulates the solvation sheath of Zn 2+ and facilitates uniform zinc deposition. Swelling and dendrite formation are obviously suppressed in both the symmetric and full cells. The DP[5]‐Zn symmetrical cell cycles stably for 5500 h, and achieves a coulombic efficiency of 99.76% in a DP[5]‐Zn||Cu half‐cell after 2200 cycles. The DP[5]‐Zn||V 2 O 5 full cell maintains 92.03% of initial capacity after 6000 cycles. Given the cost‐effective fabrication and environmental friendliness of DP[5] films, this material may pave the way for practical applications of zinc anodes.
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