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
温暖霸发布了新的文献求助10
刚刚
猪猪hero应助王小西采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
SciGPT应助雪儿采纳,获得10
6秒前
liu发布了新的文献求助10
7秒前
汉堡包应助123采纳,获得10
10秒前
温暖霸完成签到,获得积分20
10秒前
win发布了新的文献求助10
10秒前
斯文败类应助CJ采纳,获得10
12秒前
搜集达人应助AbeleChuang采纳,获得10
13秒前
14秒前
xiaoting完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
liu完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
win完成签到,获得积分10
19秒前
Akim应助金滢采纳,获得10
19秒前
20秒前
123发布了新的文献求助10
22秒前
小袁冲冲冲完成签到,获得积分10
22秒前
雪儿发布了新的文献求助10
23秒前
lovesf完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
酷波er应助浩怡采纳,获得10
25秒前
古藤发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
123完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
哈哈发布了新的文献求助10
29秒前
李爱国应助随遇而安采纳,获得10
30秒前
31秒前
JR驳回了CodeCraft应助
31秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
32秒前
34秒前
34秒前
小橘子发布了新的文献求助10
34秒前
化学胖子完成签到,获得积分10
36秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 1000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 310
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3979719
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3523746
关于积分的说明 11218449
捐赠科研通 3261224
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1800495
邀请新用户注册赠送积分活动 879113
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 807182