Intermolecular insights on low-temperature electrolyte design for practical aqueous zinc batteries

电解质 分子间力 化学物理 电化学 水溶液 材料科学 化学 纳米技术 分子 电极 物理化学 有机化学
作者
Hong-I Kim,Won-Yeong Kim,Allene R. Van Son,Seokhyeon Ryu,Yumi Ko,Sang‐Young Lee
标识
DOI:10.1016/j.nxmate.2024.100124
摘要

Aqueous zinc batteries (AZBs) have garnered attention as a low-cost and safe alternative to commercial lithium-ion batteries. However, the use of aqueous electrolytes has plagued electrochemical performance of AZBs particularly at sub-zero temperatures, which has hindered the expansion of their applications. Most previous studies have focused on the weakening of hydrogen bonds between water molecules, with little attention to the underlying intermolecular interactions such as dipole−dipole, dipole−ion, and ion−ion. Here, we review the design principles of low-temperature electrolytes for practical AZBs based on the mechanistic insights into the relevant intermolecular interactions, in addition to the previously prevalent approaches of hydrogen bond regulation. The electrokinetic phenomena behind the sluggish ion transport in the bulk electrolytes and the limited charge transfer at the electrode−electrolyte interface below freezing temperatures are described together with the theoretical elucidation. Based on this understanding, key determinants for the low-temperature aqueous electrolytes and their contribution to the electrochemical performance of AZBs are discussed in terms of intermolecular interactions. Lastly, we suggest the development directions and outlook of the low-temperature aqueous electrolytes, with a focus on elucidation of atomic-scale intermolecular interactions, electrode−electrolyte interface engineering, electrolyte restructuring, and cell design and electrolyte requirements for practical energy-dense AZB applications.
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
陈小白发布了新的文献求助10
刚刚
大大撒发布了新的文献求助10
2秒前
斯文败类完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
7秒前
7秒前
CipherSage应助zzpp采纳,获得10
7秒前
赘婿应助斯佳丽奥哈拉采纳,获得10
8秒前
8秒前
Abby发布了新的文献求助10
9秒前
王多余完成签到,获得积分10
9秒前
华子黄发布了新的文献求助10
9秒前
星辰大海应助yy采纳,获得10
10秒前
12秒前
刘荣圣发布了新的文献求助10
12秒前
温暖的夏岚完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
xfhxfh完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
???完成签到,获得积分10
16秒前
做猪要开心完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
英姑应助饱满如风采纳,获得10
17秒前
123456完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
zzpp发布了新的文献求助10
18秒前
abdu完成签到,获得积分10
19秒前
含糊的问薇完成签到,获得积分10
20秒前
李二狗完成签到,获得积分10
21秒前
852应助Loki采纳,获得10
22秒前
安晽发布了新的文献求助10
22秒前
xiaopihaier完成签到,获得积分10
22秒前
高贵的裘完成签到,获得积分10
23秒前
KYT完成签到,获得积分10
24秒前
舒心怜烟应助zyq采纳,获得10
24秒前
26秒前
123发布了新的文献求助200
26秒前
27秒前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6519893
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8312900
关于积分的说明 17778110
捐赠科研通 5622010
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926879
邀请新用户注册赠送积分活动 1903825
关于科研通互助平台的介绍 1764293