虽然锌基电池是一种很有前途的环保和低成本的储能设备,但由于树突的形成,其性能严重下降。硫族锌和卤化物锌作为最简单的锌化合物,由于具有较高的锌离子导电性,被单独用作锌保护层。然而,混合阴离子化合物尚未被研究,这限制了Zn2+在单阴离子晶格中的扩散。采用原位生长法设计了F含量和厚度可调的杂阴离子锌离子导体(ZnyO1 - xFx)涂层。F等价掺杂增强了纤锌矿基序中Zn2+的电导率,促进了Zn的快速晶格迁移。ZnyO1 - xFx还为定向表面镀锌提供了亲锌位点,以抑制枝晶生长。因此,在对称电池测试中,ZnyO1 - xfx涂层阳极在1.0 mA h cm-2的电镀容量下表现出20.4 mV的低过电位,循环寿命为1000 h。MnO2//Zn全电池进一步证明了169.7 mA h g-1 1000次循环的高稳定性。这项工作对高性能锌基储能器件的混合阴离子调谐具有一定的启发意义。
图文简介
氧氟化锌保护层的设计及其锌离子电导率图解。
(a) EG中阳极氧化锌的AFM图像。(b)来自MD模拟的Zn2+周围不同物种的配位数。ZOF@Zn的SEM图像(c)、XRD图谱(d)和XPS深度剖面(e)。
锌离子在ZnO (a)和ZOF (b)中的概率密度。(c) Zn、ZnO和ZOF在不同位置的吸附能。(d) hcp位点Zn在ZnO或ZOF上的CDD显示以及相关的bader电荷。黄色和青色区域分别代表电荷的积累和消耗。
Zn试样的电导率(a)和迁移数(b)。对称单元1mv s-1时的CV。(d)容量为1.0 mA cm-2时的成核电压-时间曲线。对称单元中裸Zn和Ano30的EIS (e)和极化曲线(f)。当电镀容量为1.0 mA h cm-2时,Cu//Zn半电解槽的库仑效率(g)和GCD分布(h和i)。
(a) 5.0 mA cm-2镀锌0 ~ 30 h下原始和阳极化Zn//Zn电池的XRD谱图。10 h下对应XRD的原始箔片(b)和ZOF@Zn箔片(c)的SEM图像。在容量为5.0 mA h cm-2的10.0 mA cm-2条件下电镀Zn的截面扫描电镜(d)和ZOF@Zn (e)。2.0 mA cm-2条件下Zn成核的原始(f)和ZOF@Zn箔(g)的OM图像。
对称电池在1.0 mA h cm-2 (a)和2.0 mA h cm-2 (b) 1000 h时的电压-时间曲线。(c)从本工作和最近发表的对称电池过电位的比较。列表编号指的是表S3中的工作。MnO2//Zn全电池的性能(d)和1.0 A g-1 (e)时的循环性能。在稳定性测试前,电池以0.1 A g-1激活5个循环。满电池时1 mV s-1 (f)的CV曲线和0.1 A g - 1 (g)时的GCD曲线。(h)本工作与最近出版物中MnO2//Zn全电池性能的比较。
论文信息
论文题目:A Heteroanionic Zinc Ion Conductor for Dendrite-Free Zn Metal Anodes
通讯作者:Jian Zhi,黄富强
通讯单位:上海硅酸盐所,北京大学
小编有话说:本文仅作科研人员学术交流,不作任何商业活动。由于小编才疏学浅,不科学之处欢迎批评。如有其他问题请随时联系小编。欢迎关注,点赞,转发,欢迎互设白名单。投稿、荐稿:polyenergy@163.com
2个
收录于合集#化合物
上一篇北科《AS》氮掺杂碳壳结构Ni3S2-Ni纳米球用于高效稳定的k离子存储
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.