Bonding interaction regulation in hydrogel electrolyte enable dendrite-free aqueous zinc-ion batteries from −20 to 60 °C

电解质 法拉第效率 离子电导率 水溶液 化学工程 电化学 电池(电) 无机化学 化学 材料科学 电极 有机化学 冶金 物理化学 工程类 物理 功率(物理) 量子力学
作者
Tingting Wei,Yingke Ren,Zhaoqian Li,Xianxi Zhang,Denghui Ji,Linhua Hu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:434: 134646-134646 被引量:102
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.134646
摘要

Aqueous zinc-ion batteries are promising energy storage devices due to their safety and abundant resources. However, the leakage, dendrites, and poor performance at high and low temperatures seriously limit the practical application. Hydrogel electrolyte with plenty of water and high flexibility is an ideal candidate for the liquid electrolyte. Here, we present a functional gel electrolyte composed of polyacrylamide (PAM), ZnSO4 (ZS), glycerol (GL), and acetonitrile (AN) with excellent mechanical properties, high ionic conductivity, and modulated bonding interaction. FTIR and DFT calculations show that the water activity is extremely decreased and the bonding interaction in this system is adjusted owing to the affinity between H2O/Zn2+ and oxygen-containing groups in the hydrogel, leading to the uniform Zn deposition, high stability, and wide operating temperature range (−20 ∼ 60 °C). The batteries with gel electrolyte exhibit high cycling stability (Zn//Zn battery steadily cycles over 3000 h), high reversibility (Coulombic efficiency reaches 99.5%), and enhanced electrochemical performance (185 mAh·g−1 at 5 A·g−1 over 10,000 cycles). Even at −20 °C and 60 °C, the batteries show excellent cycling stability (Zn//Zn battery cycles over 500 h) and high capacity performance.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
hzhang0807发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
缓慢雪晴发布了新的文献求助10
2秒前
taotie完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
汉堡包应助卡沙巴采纳,获得10
3秒前
3秒前
开心友儿完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
lilycat完成签到 ,获得积分10
4秒前
Singularity应助yyin采纳,获得10
5秒前
上山石头发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
熊博士完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Sir.夏季风完成签到,获得积分10
5秒前
善良山芙发布了新的文献求助10
6秒前
123发布了新的文献求助10
6秒前
芋头cc发布了新的文献求助10
6秒前
程程程给程程程的求助进行了留言
7秒前
7秒前
聪聪发布了新的文献求助10
8秒前
你今天学了多少完成签到 ,获得积分10
8秒前
李沐子发布了新的文献求助30
8秒前
直率铃铛发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
向日葵完成签到,获得积分10
10秒前
小ki完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
呼呼呼发布了新的文献求助10
11秒前
KEyanba完成签到,获得积分10
11秒前
Nicole完成签到,获得积分10
11秒前
qupei完成签到 ,获得积分10
12秒前
上官若男应助阿北采纳,获得10
12秒前
Akim应助自由人采纳,获得10
12秒前
wuping完成签到,获得积分20
12秒前
芋头cc完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134421
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785363
关于积分的说明 7771655
捐赠科研通 2440968
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1297647
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625023
版权声明 600812