Ultrafast Superfilling Construction of a Metal Artificial Interface for Long‐Term Stable Zinc Anodes

材料科学 阳极 成核 腐蚀 金属 纳米技术 扩散 化学工程 电化学 电极 冶金 热力学 物理化学 物理 工程类 有机化学 化学
作者
Qiyang Jiao,Xingwu Zhai,Zhihui Sun,Wenjie Wang,Shihao Liu,Hui Ding,Wangsheng Chu,Min Zhou,Changzheng Wu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (29) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/adma.202300850
摘要

Abstract Zinc (Zn)‐metal anodes are promising candidates for large‐scale, highly safe energy‐storage systems. However, their cycling life is associated with instability issues such as dendritic growth, corrosion, and hydrogen evolution. Introducing an artificial metal interface is expected to help overcome this challenge owing to the optimization of the absorption, nucleation, and growth of Zn 2+ . In this study, an ultrafast, universal, and cost‐effective superfilling approach is developed to construct a metal artificial interface decorated Zn anode in situ. Most zincophilic metals, including Sn, Cu, and Ag, can be used to construct a homogenous interface without any restrictions on the size, morphology, or curvature of the substrates. With Sn as a proof‐of‐concept demonstration, the as‐obtained Sn@Zn anode is conducive for the homogenous Zn nuclei and 2D diffusion of Zn 2+ ions. Symmetric cells with Sn@Zn electrodes can be operated for over 900 h at different current densities. This superior performance contributes to the attractive electrochemical characteristics of both coin and scaled‐up Sn@Zn// β ‐MnO 2 cells. Given the facile and cost‐effective fabrication and recyclability of the cells, this work enables the efficient design and exploration of Zn anodes for research, industrialization, and commercialization purposes.
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