Crystal Step‐Induced Uniform and Rapid Deposition on Zinc Anodes

材料科学 阳极 沉积(地质) Crystal(编程语言) 化学工程 纳米技术 冶金 电极 物理化学 计算机科学 古生物学 化学 沉积物 工程类 生物 程序设计语言
作者
Mengdie Yan,Xuesong Zhao,Diancheng Chen,Wanxia Li,Liqi Liu,Yang Sun,Shuhong Jiao,Huilin Pan
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
被引量:2
标识
DOI:10.1002/aenm.202403860
摘要

Abstract Aqueous Zn‐ion batteries have emerged as promising candidates for large‐scale energy storage owing to their high safety and low cost. However, dendrite growth and side reactions compromise the stability of the Zn anode in practical applications. Here, a novel Zn anode featuring well‐designed crystal steps along the (002) facets, referred to as Step‐Zn is introduced. The intersections of the (002) and (100) planes in these crystal steps create preferential adsorption sites for Zn 2 ⁺ ions, promoting initial electro‐epitaxial growth of Zn that uniformly covers the crystal steps. This process effectively regulates subsequent Zn deposition, ensuring fast reaction kinetics and smooth morphology without dendrite formation. Consequently, the unique Step‐Zn anode exhibits excellent cycle life over 6000 times at 3 mA cm −2 and low greatly reduced polarization voltage under high areal currents and capacities. Integrated with activated carbon (AC) cathode, the Step‐Zn||AC full cell demonstrates excellent durability over 10 000 cycles at 5 A g −1 . This work offers valuable insights into controlling Zn deposition modes by engineering the surface microstructure of Zn anodes with greatly extended cycling stability.
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