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Colossal Capacity Loss during Calendar Aging of Zn Battery Chemistries

容量损失 电池(电) 电池容量 腐蚀 电解质 降级(电信) 加速老化 化学 冶金 材料科学 电极 物理化学 热力学 工程类 物理 电气工程 功率(物理)
作者
Bo Liu,Xintong Yuan,Yuzhang Li
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:8 (9): 3820-3828 被引量:69
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.3c01282
摘要

Whereas previous research efforts in Zn battery chemistries have primarily focused on extending their cycle life, calendar aging has largely been neglected and is poorly understood. Here, we discover that Zn metal anodes lose 12–37% of their capacity after only 24 h of calendar aging, which is more than an order of magnitude greater than any other battery chemistry previously studied. We find that this large capacity loss occurs regardless of electrolyte chemistry, substrate composition, and calendar aging time, suggesting that the losses cannot be accounted for by corrosion alone. By leveraging titration gas chromatography, we distinguish corrosion losses from losses due to electrically disconnected Zn ("dead" Zn) and quantify dead Zn as the main contributor to capacity loss during Zn battery aging. More broadly, this study shows that large instabilities in seemingly nonreactive metals (e.g., Zn) can occur, highlighting the importance of understanding their underlying degradation mechanisms.
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