低成本、高安全性的水系锌离子电池(ZIBs)在大规模储能技术中显示出巨大的潜力,然而,由于锌枝晶的不规则生长、腐蚀以及电化学反应过程中各种副产物的形成,Zn金属负极的循环稳定性仍然较差。
近日,浙江工业大学曹澥宏教授,Wenhui Shi报道了通过简单快速的溶液反应,开发了一种可以稳固Zn负极的坚固ZCO(Zn4SO4(OH)6·5H2O/Cu2O)保护层(Zn/ZCO)。
文章要点
1)实验和理论计算结果显示,ZCO层不仅可以提供更多的活性位点,还可以调节负极上的电场分布,实现均匀的Zn成核和沉积,抑制Zn枝晶的生长。
2)实验结果显示,Zn/ZCO负极在1400 h内表现出出色的稳定性,成核过电位低至28.9 mV,库伦效率(CE)高达99.2%,以及47.3 mV的低电压间隙,性能超过了裸Zn负极。
3)所制造的MnO2//Zn/ZCO全电池具有高可逆性容量和长耐久性。最重要的是,这种方法简单、有效、成本低、易于扩大,有利于Zn基储能技术的研究,促进其工业应用。
参考文献
Xilian Xu, et al, Ultra-Fast and Scalable Saline Immersion Strategy Enabling Uniform Zn Nucleation and Deposition for High-Performance Zn-Ion Batteries, Small 2021
DOI: 10.1002/smll.202101901
https://doi.org/10.1002/smll.202101901