一种原位还原策略用于构筑无枝晶锌负极

作     者：周梦奇 吴周 王锐 孙国强 臧双全 Mengqi Zhou;Zhou Wu;Rui Wang;Guoqiang Sun;Shuang-Quan Zang

作者机构：Henan Key Laboratory of Crystalline Molecular Functional MaterialsGreen Catalysis CenterCollege of ChemistryZhengzhou UniversityZhengzhou 450001China 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(22001236) the Program for Innovative Research Team(in Science and Technology)in Universities of Henan Province(19IRTSTHN022) Zhengzhou University 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2023年第66卷第5期

页      码：1757-1766页

摘      要：结合了三维结构和亲锌物种的集流体构筑策略被认为是构建高稳定锌金属负极的有效方法.然而,高昂的成本和复杂的制备工艺阻碍了其实际应用.本文通过在有均匀Cu^(2+)锚定的碳布集流体(ACC-600@Cu^(2+))上沉积锌,合理设计了一种稳定的三维锌金属复合阳极(Zn@ACC-600@Cu^(2+)).在锌成核过程中,Cu^(2+)原位还原为金属Cu,然后随着锌的进一步沉积,碳布表面逐渐形成均匀的亲锌的Cu-Zn合金界面层.密度泛函理论计算和实验观察表明,Cu-Zn合金界面不仅可以作为锌离子的亲锌沉积点,而且可以提高导电率,使电场和锌离子通量均匀化.因此,ACC-600@Cu^(2+)集流体可以实现高的镀锌/剥离可逆性,并在15.8 mV的极化电压下稳定循环410 h以上.作为概念验证,我们组装的Zn@ACC-600@Cu^(2+)‖MnO_(2)全电池具有良好的电池倍率性能,与原始碳布相比,其比容量显著提高至110 mA h g^(-1).本文提出的原位还原策略为三维锌金属复合负极的设计提供了一种简便且低成本的方法,促进了无枝晶和高稳定锌金属电池的发展.

主 题 词：in situ reduction strategy zincophilic species 3D composite Zn anode Cu-Zn alloy 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s40843-022-2308-4

馆 藏 号：203118227...