The Introduction of a BaTiO3 Polarized Coating as an Interface Modification Strategy for Zinc-Ion Batteries: A Theoretical Study

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作者
Diantao Chen,Jiawei Zhang,Qian Liu,Fan Wang,Xin Liu,Minghua Chen
出处
期刊:International Journal of Molecular Sciences [MDPI AG]
卷期号:25 (20): 11172-11172
标识
DOI:10.3390/ijms252011172
摘要

Aqueous zinc-ion batteries (AZIBs) have become a promising and cost-effective alternative to lithium-ion batteries due to their low cost, high energy, and high safety. However, dendrite growth, hydrogen evolution reactions (HERs), and corrosion significantly restrict the performance and scalability of AZIBs. We propose the introduction of a BaTiO3 (BTO) piezoelectric polarized coating as an interface modification strategy for ZIBs. The low surface energy of the BTO (110) crystal plane ensures its thermodynamic preference during crystal growth in experimental processes and exhibits very low reactivity toward oxidation and corrosion. Calculations of interlayer coupling mechanisms reveal a stable junction between BTO (110) and Zn (002), ensuring system stability. Furthermore, the BTO (110) coating also effectively inhibits HERs. Diffusion kinetics studies of Zn ions demonstrate that BTO effectively suppresses the dendrite growth of Zn due to its piezoelectric effect, ensuring uniform zinc deposition. Our work proposes the introduction of a piezoelectric material coating into AZIBs for interface modification, which provides an important theoretical perspective for the mechanism of inhibiting dendrite growth and side reactions in AZIBs.

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