传统负极材料与二价Zn2+之间的强静电相互作用导致不可逆的严重结构损伤、循环稳定性差、倍率性能差,严重阻碍了摇椅式锌离子电池的实际应用。
近日,华中科技大学Kai Jiang,Kangli Wang成功构建了一种先进的双电场原位诱导嵌入/转化双机制Na1.6TiS2/CuSe2异质界面负极,用于超稳水系摇椅锌离子电池。
文章要点
1)不同相之间的巨大异质界面的合理构造产生了内建电场,降低了离子迁移的能垒,促进了电子/离子扩散,降低了电荷转移电阻,并建立了良好的导电网络。此外,不同原子在相界面上增强的相互作用减轻了拉伸应变并稳定了晶格,实现了优异的Zn2+扩散动力学。
2)具有双机制的Na1.6TiS2/CuSe2异质结在0.2 A g−1时的放电容量可达142 mAh g−1。当电流密度恢复到 0.2 A g−1时,仍然达到 133 mAh g-1 的放电容量。经过 10 A g-1 的高电流后,具有高容量保持率(5 A g-1 下,12000 次循环后为 83.8%)。
这一突破为摇椅式锌离子电池的针对性设计开辟了一条新途径,并为异质界面的演变提供了见解。
参考文献
Peng Cai, et al, Advanced In Situ Induced Dual-Mechanism Heterointerface Towards Ultrastable Aqueous Rocking-Chair Zinc-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202202182
https://doi.org/10.1002/aenm.202202182