Gradient solid electrolyte interphase exerted by robust hydrogel electrolyte-Zn interface and alkaloid additive enables reversible and durable Zn anodes

电解质 阳极 化学工程 法拉第效率 吸附 相间 材料科学 化学 半电池 水溶液 电极 无机化学 有机化学 工作电极 生物 物理化学 工程类 遗传学
作者
Ziqiang Liu,Wentao Zhang,Hong Yin,Fengjiao Guo,Hongyu Mi,Yuexin Liang,Jieshan Qiu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:497: 154787-154787 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.154787
摘要

The advancement of aqueous Zn-ion energy storage systems is blocked by intractable dendrite growth and side reactions at the precarious Zn-electrolyte interface. To address these concerns, we herein propose an interface modulation strategy to construct a favorable solid electrolyte interphase (SEI) by developing a functional hydrogel electrolyte with zincophilic betaine (BT) additive. With the assistance of a well-bonded interface generated by the in-situ sol–gel transition of the hydrogel electrolyte, BT molecules preferentially adsorb on the Zn surface to reconstruct the electrical double layer and result in the formation of a hybrid SEI characterized by the organic-rich outer layer. This configuration effectively isolates water molecules from the Zn anode surface, curtailing water-related side reactions. Furthermore, Zn2+ ions are readily desolvated by adsorbed BT molecules and their derived outer organic interphase, and further diffuse uniformly on the electrode surface to achieve uniform deposition. Thanks to these favorable effects, the BT-containing hydrogel electrolyte endows Zn anodes with improved plating/stripping reversibility (average coulombic efficiency of 98.2 % over 1600 cycles for Zn//Cu cell) and stability (cycle life of 2400 h at 2 mA cm−2 for Zn//Zn cell). In addition, the resulting Zn-ion hybrid micro-capacitor shows excellent cyclability (83.7 % capacity retention after 12000 cycles) at 5 mA cm−2. This work would inspire the hydrogel electrolyte design to optimize the Zn-electrolyte interface for realizing durable and reversible Zn anodes and their derived energy storage systems.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Tonald Yang完成签到,获得积分20
3秒前
l老王完成签到 ,获得积分10
7秒前
9秒前
干净的天奇完成签到 ,获得积分10
23秒前
...完成签到 ,获得积分10
47秒前
2012csc完成签到 ,获得积分0
1分钟前
土拨鼠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
陈米花完成签到,获得积分10
1分钟前
yyjl31完成签到,获得积分0
1分钟前
Simon_chat完成签到,获得积分10
1分钟前
chenbin完成签到,获得积分10
1分钟前
Yolo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
吐司炸弹完成签到,获得积分10
1分钟前
mayfly完成签到,获得积分10
1分钟前
勤劳的颤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wefor完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
紫zi完成签到 ,获得积分10
2分钟前
传奇3应助sganthem采纳,获得10
2分钟前
小伊001完成签到,获得积分10
2分钟前
开拖拉机的医学僧完成签到 ,获得积分10
3分钟前
dracovu完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
平常向雪完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Spring发布了新的文献求助10
3分钟前
可爱的函函应助阿狸采纳,获得10
3分钟前
优雅的平安完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
wuyan204完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
念工人发布了新的文献求助10
3分钟前
阿狸发布了新的文献求助10
3分钟前
传奇3应助念工人采纳,获得10
3分钟前
丰富的绮山完成签到,获得积分10
4分钟前
冰子完成签到 ,获得积分10
4分钟前
跳跃的访琴完成签到 ,获得积分10
4分钟前
哭泣的映寒完成签到 ,获得积分10
5分钟前
vincy完成签到 ,获得积分10
5分钟前
dbdxyty完成签到,获得积分10
5分钟前
寒战完成签到 ,获得积分10
5分钟前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3162359
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2813331
关于积分的说明 7899783
捐赠科研通 2472848
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1316544
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631375
版权声明 602142