Cholinium Cations Enable Highly Compact and Dendrite‐Free Zn Metal Anodes in Aqueous Electrolytes

电解质 法拉第效率 材料科学 水溶液 枝晶(数学) 阳极 电化学 金属 化学工程 无机化学 电极 电池(电) 化学 有机化学 冶金 物理化学 功率(物理) 几何学 数学 工程类 物理 量子力学
作者
Xueyu Nie,Licheng Miao,Wentao Yuan,Guoqiang Ma,Shengli Di,Yuanyuan Wang,Shigang Shen,Ning Zhang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (32) 被引量:185
标识
DOI:10.1002/adfm.202203905
摘要

Abstract Metallic Zn is believed to be an ideal anode for aqueous batteries, but its reversibility is deteriorated by noncompact and dendritic Zn deposition along with interfacial parasitic reactions. Herein, it is reported that introducing cholinium (Ch + ) cations into aqueous electrolytes enables a spatially compact, non‐dendritic, and corrosion‐free Zn electrode even at high areal capacity (5.0 and 10.0 mAh cm –2 ) using a pressure‐free electrolytic cell. This strategy is applicable to various Zn‐salt‐based aqueous electrolytes (e.g., 1 M ZnSO 4 , Zn(CH 3 COO) 2 , and ZnCl 2 ). It is found that bulky Ch + cations create a “leveling effect” to homogenize Zn deposition and render an H 2 O poor electrical double layer near Zn by favorably absorbing on the Zn surface. Moreover, Ch + cations with –OH group disrupt the original H‐bonded network of water to reduce H 2 O‐induced side reactions and promote the Zn 2+ de‐solvation by forming H‐bond with H 2 O. As a result, the Zn electrode in the optimized 1 M ZnSO 4 with 4 M Ch + electrolyte manifests remarkable electrochemical performances involving high Coulombic efficiency of 99.6% in Zn//Cu cell and prolonged cycling stability over 2000 h in Zn//Zn cell (1.0 mA cm –2 , 1.0 mAh cm –2 ). This work provides a new strategy for the design of compact and dendrite‐free Zn battery chemistry.
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
1秒前
1秒前
1234qwer完成签到,获得积分10
1秒前
penguin发布了新的文献求助20
1秒前
小小酥被卷了完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
hanying完成签到,获得积分10
3秒前
lokiyyy发布了新的文献求助10
3秒前
权邴完成签到,获得积分10
4秒前
GGbond发布了新的文献求助10
4秒前
奇异果切片完成签到,获得积分10
4秒前
李健的小迷弟应助00采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
Kao应助多情嫣然采纳,获得10
5秒前
5秒前
NexusExplorer应助结实的问寒采纳,获得10
5秒前
6秒前
fyne完成签到 ,获得积分20
6秒前
3399完成签到,获得积分10
6秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
6秒前
章鱼行者发布了新的文献求助10
6秒前
颖zi完成签到,获得积分10
6秒前
shilong.yang发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
rocket发布了新的文献求助10
8秒前
Carol完成签到,获得积分10
8秒前
王泽轩发布了新的文献求助10
9秒前
KOBE94FU完成签到,获得积分10
9秒前
有点is发布了新的文献求助10
9秒前
土豆发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
爆米花应助林烯采纳,获得10
10秒前
彼岸完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
YANG完成签到,获得积分10
11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
Cronologia da história de Macau 5000
Braunwald’s Heart Disease, 2 Vol Set A Textbook of Cardiovascular Medicine 13th Edition 1000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6992090
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8668737
关于积分的说明 18379069
捐赠科研通 6463606
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3097356
关于科研通互助平台的介绍 2159053
邀请新用户注册赠送积分活动 2073794