Synergistically Stabilizing Zinc Anodes by Molybdenum Dioxide Coating and Tween 80 Electrolyte Additive for High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries

材料科学 阳极 电解质 涂层 化学工程 锌 水溶液 阴极 腐蚀 钼 电化学 无机化学 硝酸锌 电极 冶金 复合材料 化学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Nhat Anh Thieu,Wei Li,Wei Li,Xiujuan Chen,Qingyuan Li,Qingsong Wang,V. Murugesan,Zane Grady,Xuemei Li,Xuemei Li,Wenyuan Li,Wenyuan Li,Valery V. Khramtsov,David Reed,Xiaolin Li,Xiaolin Li,Xingbo Liu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (48): 55570-55586 被引量:26
标识
DOI:10.1021/acsami.3c08474
摘要

Recently, aqueous zinc-ion batteries (ZIBs) have become increasingly attractive as grid-scale energy storage solutions due to their safety, low cost, and environmental friendliness. However, severe dendrite growth, self-corrosion, hydrogen evolution, and irreversible side reactions occurring at Zn anodes often cause poor cyclability of ZIBs. This work develops a synergistic strategy to stabilize the Zn anode by introducing a molybdenum dioxide coating layer on Zn (MoO2@Zn) and Tween 80 as an electrolyte additive. Due to the redox capability and high electrical conductivity of MoO2, the coating layer can not only homogenize the surface electric field but also accommodate the Zn2+ concentration field in the vicinity of the Zn anode, thereby regulating Zn2+ ion distribution and inhibiting side reactions. MoO2 coating can also significantly enhance surface hydrophilicity to improve the wetting of electrolyte on the Zn electrode. Meanwhile, Tween 80, a surfactant additive, acts as a corrosion inhibitor, preventing Zn corrosion and regulating Zn2+ ion migration. Their combination can synergistically work to reduce the desolvation energy of hydrated Zn ions and stabilize the Zn anodes. Therefore, the symmetric cells of MoO2@Zn∥MoO2@Zn with optimal 1 mM Tween 80 additive in 1 M ZnSO4 achieve exceptional cyclability over 6000 h at 1 mA cm–2 and stability (>700 h) even at a high current density (5 mA cm–2). When coupling with the VO2 cathode, the full cell of MoO2@Zn∥VO2 shows a higher capacity retention (82.4%) compared to Zn∥VO2 (57.3%) after 1000 cycles at 5 A g–1. This study suggests a synergistic strategy of combining surface modification and electrolyte engineering to design high-performance ZIBs.
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
领导范儿的应助被哦哦杰采纳,获得10
1秒前
jiangshanshan发布了新的文献求助10
1秒前
郝佳音发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
ccc发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
宇宙无敌超级小拽完成签到,获得积分10
3秒前
Amorfati发布了新的文献求助10
3秒前
123发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
wen发布了新的文献求助10
4秒前
hjw发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Zz发布了新的文献求助10
5秒前
破儿费完成签到 ,获得积分20
5秒前
5秒前
所所的应助被竹萧采纳,获得10
6秒前
MD发布了新的文献求助10
6秒前
xwtx完成签到,获得积分10
6秒前
Hello的应助被谢ber采纳,获得10
6秒前
周周发布了新的文献求助10
6秒前
Si完成签到,获得积分10
6秒前
欣欣完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
英俊qiang发布了新的文献求助10
7秒前
大牛的应助被RAVEN采纳,获得10
7秒前
lll完成签到,获得积分10
7秒前
kkk发布了新的文献求助10
7秒前
张悦完成签到 ,获得积分10
8秒前
礼拜一发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
慕青的应助被今晚吃什么采纳,获得10
9秒前
bkagyin的应助被背后小霸王采纳,获得10
10秒前
10秒前
faye完成签到 ,获得积分10
10秒前
10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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Analytical Separation Science 300
Civilization and War 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8071980
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9492201
关于积分的说明 21367347
捐赠科研通 7640475
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3399025
关于科研通互助平台的介绍 2528938
邀请新用户注册赠送积分活动 2437441