Highly Concentrated Salt Electrolyte for a Highly Stable Aqueous Dual-Ion Zinc Battery

法拉第效率 电解质 材料科学 钝化 阳极 电化学 电池(电) 化学工程 水溶液 盐(化学) 无机化学 锂(药物) 离子 电极 图层(电子) 纳米技术 化学 冶金 有机化学 功率(物理) 物理化学 内分泌学 工程类 物理 医学 量子力学
作者
Adriana Clarisza,Hailemariam Kassa Bezabh,Shi‐Kai Jiang,Chen‐Jui Huang,Bizualem Wakuma Olbasa,She‐Huang Wu,Wei‐Nien Su,Bing‐Joe Hwang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (32): 36644-36655 被引量:50
标识
DOI:10.1021/acsami.2c09040
摘要

A zinc metal anode for zinc-ion batteries is a promising alternative to solve safety and cost issues in lithium-ion batteries. The Zn metal is characterized by its high theoretical capacity (820 mAh g-1), low redox potential (0.762 V vs SHE), low toxicity, high abundance on Earth, and high stability in water. Taking advantage of the stability of Zn in water, an aqueous Zn ion battery with low cost, high safety, and easy-to-handle features can be developed. To minimize water-related parasitic reactions, this work utilizes a highly concentrated salt electrolyte (HCE) with dual salts─1 m Zn(OTf)2 + 20 m LiTFSI. MD simulations prove that Zn2+ is preferentially coordinated with O in the TFSI- anion from HCE instead of O in H2O. HCE has a broadened electrochemical stability window due to suppressed H2 and O2 evolution. Some advanced ex situ and in situ/in operando analysis techniques have been applied to evaluate the morphological structure and the composition of the in situ formed passivation layer. A dual-ion full Zn||LiMn2O4 cell employing HCE has an excellent capacity retention of 92% after 300 cycles with an average Coulombic efficiency of 99.62%. Meanwhile, the low concentration electrolyte (LCE) cell degrades rapidly and is short-circuited after 66 cycles with an average Coulombic efficiency of 96.91%. The battery's excellent cycling performance with HCE is attributed to the formation of a stable anion-derived solid-electrolyte interphase (SEI) layer. On the contrary, the high free water activity in LCE leads to a water-derived interfacial layer with unavoidable dendrite growth during cycling.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
勤奋雅容完成签到,获得积分10
刚刚
谦让的莆完成签到 ,获得积分10
1秒前
故意的飞烟关注了科研通微信公众号
2秒前
Rehan完成签到 ,获得积分10
2秒前
大迷糊发布了新的文献求助10
2秒前
Erling完成签到,获得积分10
3秒前
迷路m完成签到 ,获得积分10
3秒前
Bin_Liu发布了新的文献求助10
3秒前
小黑莓完成签到,获得积分10
4秒前
Chauncy完成签到,获得积分10
4秒前
龙行天下完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
石金胜发布了新的文献求助10
4秒前
chengxiang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
深情安青应助张奎采纳,获得10
4秒前
4秒前
杨枝甘露樱桃完成签到,获得积分10
4秒前
zm完成签到,获得积分10
5秒前
十五完成签到,获得积分10
5秒前
冰河完成签到,获得积分10
5秒前
djxdjt完成签到,获得积分10
6秒前
淡淡的千萍完成签到,获得积分10
7秒前
若枫发布了新的文献求助10
8秒前
caocao完成签到,获得积分10
8秒前
wf发布了新的文献求助10
8秒前
Ai完成签到,获得积分10
8秒前
wqy完成签到,获得积分10
8秒前
pluto完成签到,获得积分0
9秒前
wwx完成签到,获得积分10
9秒前
宁雨欣完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
浮游应助tang采纳,获得10
10秒前
阳佟怀绿发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
10秒前
ab完成签到,获得积分10
11秒前
xuli21315完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
早日发文章完成签到,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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
Fiction e non fiction: storia, teorie e forme 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5326171
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4466411
关于积分的说明 13896710
捐赠科研通 4358767
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2394253
邀请新用户注册赠送积分活动 1387723
关于科研通互助平台的介绍 1358660