Engineering multi-functionalized molecular skeleton layer for dendrite-free and durable zinc batteries

材料科学 吸附 枝晶(数学) 水溶液 化学工程 电极 有机化学 化学 物理化学 几何学 数学 工程类
作者
Huaming Yu,Yuejiao Chen,Han Wang,Xuyan Ni,Weifeng Wei,Xiaobo Ji,Libao Chen
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:99: 107426-107426 被引量:98
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107426
摘要

Aqueous Zn batteries are subject to uncontrollable dendrite growth and water-induced parasitic side reactions, resulting in poor Zn2+ kinetics and limited lifespan. Herein, a self-consistent ultrathin multifunctional layer by integrating hydrophobic siloxane-based block and zincophilic diphosphate-building block into molecular skeletons on Zn foils (MTSi-Hedp-Zn) is proposed by a scalable and low-cost dip-coating technique. Experimental results combined with theoretical calculation (DFT) and COMSOL Simulations reveal that abundant O-Si-CH3 groups as hydrophobic block in the top of molecular skeletons is the contributing factor in precluding solvated H2O corrosion. Zincophilic PO bonds on organic phosphate block in the backbone work as attraction area for fast Zn2+ adsorption and transport kinetics. Simultaneously, such a combination enables surface-preferred (002) crystal planes on Zn metal, synergistically homogenizing the electric field at the interface and achieving preferentially flat growth without dendrites and side reactions. Accordingly, the MTSi-Hedp-Zn electrode exhibits an extended lifespan of over 2000 h and a much low voltage polarization of ~24.3 and 67.5 mV at 1 and 10 mA cm−2, respectively. Practical full cells coupled with commercial cathodes (CNT/MnO2 and V2O5) both perform much better capacity retention than the bare Zn case. The proposed hydrophobic-zincophilic interface by silane-organic phosphoric acid provides a significant construction tactic for designing dendrite-free and corrosion-free Zn electrodes and beyond.
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
秋千完成签到,获得积分10
1秒前
在水一方应助单薄的煎蛋采纳,获得10
2秒前
随便完成签到,获得积分20
2秒前
张宇豪完成签到,获得积分10
2秒前
6秒前
CX330完成签到 ,获得积分10
6秒前
文献kkk完成签到,获得积分10
8秒前
在水一方应助Deposit采纳,获得10
8秒前
无花果应助yw采纳,获得10
9秒前
fafafa完成签到,获得积分10
10秒前
脆饼完成签到,获得积分20
10秒前
barretace完成签到,获得积分10
10秒前
sooyaa发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
带善人发布了新的文献求助10
11秒前
随风完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
Aythunder完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
泡泡发布了新的文献求助10
15秒前
LK完成签到,获得积分10
17秒前
文献kkk发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
脆饼发布了新的文献求助10
17秒前
秋千发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
苦哈哈完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
sherrywuxh完成签到,获得积分10
23秒前
香蕉觅云应助szh采纳,获得10
24秒前
kiki完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
26秒前
若水完成签到 ,获得积分10
26秒前
cdm700发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
坚定的梦桃应助迷路代云采纳,获得30
28秒前
木薯发布了新的文献求助10
29秒前
29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
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6324706
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8140981
关于积分的说明 17068132
捐赠科研通 5377494
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2853881
邀请新用户注册赠送积分活动 1831596
关于科研通互助平台的介绍 1682730