Reconstruction of Electric Double Layer on the Anode Interface by Localized Electronic Structure Engineering for Aqueous Zn Ion Batteries

材料科学 阳极 水溶液 图层(电子) 离子 接口(物质) 化学工程 光电子学 工程物理 纳米技术 复合材料 电极 物理化学 有机化学 化学 工程类 毛细管作用 毛细管数
作者
Weiping Liu,Caixia Li,Qingliang Lv,Dehong Chen,Jinling Zhao,Xiao-Dan Xia,Zexing Wu,Jianping Lai,Lei Wang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (29) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/aenm.202401118
摘要

Abstract The electric double layer (EDL) at the electrode/electrolyte interface plays a crucial role to the electrochemical reactions of zinc ion batteries. For Zn anode, the EDL consists of H 2 O dipoles, which can cause Zn corrosion and passivation. Herein, the localized electronic‐rich (LER) structure performing as soild electrolyte interphase (SEI) changes the electron distribution, leading to the rapid capture of Zn 2+ , thus promoting the desolvation of the cH 2 O shell. Moreover, the LER generates an electrostatic repulsion effect to SO 4 2− . Consequently, a unique H 2 O‐poor EDL is reconstructed with the distribution of Zn 2+ ‐H 2 O‐SO 4 2− , which inhibits side reactions and improves the deposition kinetics of Zn 2+ . In situ Raman intuitively confirms that the zinc‐ion‐flux is uniform during the whole electroplating process. LER as regulator for EDL structure, leads to smooth and fast Zn 2+ deposition. The performance enhancement is demonstrated by LER@Zn//LER@Zn cells, which exhibit exceptional lifespan for 4800 h. Furthermore, the LER@Zn///MnO 2 cell shows improved cycling stability over 1500 cycles, with a high capacity of 124 mAh g −1 at 5 C.
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