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
刚刚
Dgr完成签到,获得积分10
刚刚
传奇3应助che采纳,获得10
刚刚
1111发布了新的文献求助10
1秒前
我嘞个豆发布了新的文献求助10
1秒前
小录完成签到 ,获得积分10
1秒前
ddd发布了新的文献求助10
1秒前
橙子发布了新的文献求助10
1秒前
xxxgoldxsx完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
科研通AI6.1应助饿m采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
汉堡包应助tonight采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
jianglan完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
Wuzhi应助GehaoZhang采纳,获得10
6秒前
6秒前
整齐的凡双完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
甜甜一刀发布了新的文献求助10
6秒前
LMF完成签到 ,获得积分10
7秒前
Waney完成签到,获得积分10
7秒前
丘比特应助卡皮巴拉桑采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.4应助橘子采纳,获得10
7秒前
alin发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.3应助唐多令采纳,获得10
8秒前
英姑应助可乐采纳,获得10
8秒前
xk发布了新的文献求助10
8秒前
jackmilton完成签到,获得积分10
9秒前
jwb711发布了新的文献求助30
9秒前
坚强的灯泡完成签到,获得积分10
9秒前
Angie_qian发布了新的文献求助10
10秒前
sssyyyccc123完成签到,获得积分20
11秒前
che发布了新的文献求助10
11秒前
12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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 600
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 6417743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8237049
关于积分的说明 17498252
捐赠科研通 5470497
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2890064
邀请新用户注册赠送积分活动 1866991
关于科研通互助平台的介绍 1704145