Constructing fast-ion-conductive disordered interphase for high-performance zinc-ion and zinc-iodine batteries

相间 离子 导电体 材料科学 化学 纳米技术 冶金 遗传学 生物 复合材料 有机化学
作者
Haijun Peng,Yun Fang,Jinzhe Wang,Pengchao Ruan,Yan Tang,Bingan Lu,Xinxin Cao,Shuquan Liang,Jiang Zhou
出处
期刊:Matter [Elsevier BV]
卷期号:5 (12): 4363-4378 被引量:77
标识
DOI:10.1016/j.matt.2022.08.025
摘要

Summary

The issues of Zn dendrite and severe Zn2+ transport destabilization in the electrode/electrolyte interface have been the main obstacles to the commercialization of aqueous Zn-based batteries. Here, a disordered zinc silicate (ZSO) artificial solid electrolyte interphase with high Zn2+ conductivity (9.29 mS·cm−1) is proposed to address these dilemmas. The disordered ZSO interphase possesses sufficient tunnels for fast Zn2+ transport and highly reversible Zn plating/stripping, which can redistribute the Zn2+ flux and guide uniform Zn deposition to achieve a dendrite-free Zn metal anode. As a proof of concept in zinc-ion batteries, the Zn@ZSO//NH4V4O10 battery delivers a capacity of 336.8 mAh·g−1 at 0.2 A·g−1, with a capacity retention of 90.1% at 5 A·g−1 over 1,000 cycles. As for the Zn@ZSO//I2 battery, by inhibiting I3 diffusion, 97.98% of capacity is retained after shelving for 60 h. This work provides enlightenment into interface designing and iodide diffusion suppression to accelerate the commercialization of high-performance zinc-based batteries.
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