实现高可逆锌(Zn)金属负极是提高锌离子电池性能的关键一步。然而,尽管Zn金属在水环境中相对稳定,但Zn金属受到诸如枝晶生长、析氢和腐蚀等副反应的严重阻碍。这主要是由于在中等浓度的水电解质中缺乏稳定的固体电解质间相(SEI)所致。
近日,首尔大学Jang Wook Choi报道了简单地通过涂一层交联明胶来解决这个关键问题,构成一个人工SEI层,以增强Zn金属的可逆性。
文章要点
1)结果表明,明胶层的存在导致了Zn镀层形貌的显著差异,防止了Zn镀层表面形成不必要的腐蚀产物。
2)研究发现,晶粒相关的生长是沉积的主要方式,导致表面遵循下层Zn晶粒的晶体取向。这种生长模式覆盖了Zn镀层的整个表面,与裸露的Zn镀层相比,其表面更加均匀致密。
3)电沉积的这种根本差异转化极大改善了电化学性能,特别是在循环寿命方面。因此,这一策略突出了通过引入人工SEI层来调节Zn沉积行为,并最终提高用于AZIBs应用的Zn金属负极的性能的应用前景。
参考文献
Jaeho Shin, et al, Highly Reversible, Grain-Directed Zinc Deposition in Aqueous Zinc Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202100676
https://doi.org/10.1002/aenm.202100676