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【24h】

Ultrafast Zinc–Ion–Conductor Interface toward High-Rate and Stable Zinc Metal Batteries

机译：超快锌离子导体界面朝向高速率和稳定的锌金属电池

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摘要

The corrosion, passivation, and dendritic growth of Zn anodes and the dissolution of cathodes hinder rechargeable aqueous zinc ion battery (AZIB) rejuvenation. In this work, a versatile Zn-based montmorillonite (MMT) interlayer is constructed to achieve a stable rechargeable AZIB. The Zn-based MMT coating Zn foil (MMT-Zn) is designed to enable a high transference number for Zn2+ (t(+) approximate to 0.82) and a freeway for Zn2+ migration to alleviate corrosion and passivation and suppress Zn dendrites. The results show the MMT-Zn symmetrical batteries render dendrite-free plating/stripping with an ultra-stable and small overpotential (50 mV) and a long-life span (1000 cycles) at 1 mA cm(-2)/0.25 mAh cm(-2) and with 100 mV overpotential at ultrahigh current and capacity of 10 mA cm(-2)/45 mAh cm(-2) (over 1000 h, 77% depth of discharge). The MMT interlayer is applied to the MnO2 cathode to inhibit the discharge product dissolving and diffusing into the electrolyte, so that the stability of the capacity is maintained. Thus, MMT-Zn||MMT-MnO2 delivers an ultra-long cycle life and ultra-high capacity (1100 cycles with 191.5 mAh g(-1) at 2 C). Hopefully, Zn-based MMT interlayer can be considered to improve the electrochemical performance of the metal anodes and soluble cathodes.
机译：Zn阳极的腐蚀，钝化和树突生长和阴极溶解可再充电含水锌离子电池（AZIB）的复兴。在这项工作中，构造了一种基于多功能Zn的蒙脱石（MMT）中间层以实现稳定的可充电叠氮。基于Zn的MMT涂层Zn箔（MMT-Zn）被设计成使Zn2 +（T（+）近似的高转移数为0.82），以及用于Zn2 +迁移的高速公路，以减轻腐蚀和钝化并抑制Zn树枝状仪。结果显示MMT-Zn对称电池通过超稳定和小型过电（50mV）和长寿命（1000个循环）在1 mA cm（-2）/0.25mah厘米的长寿命（-2） （-2），在超高电流和容量为10 mA cm（-2）/ 45mah cm（-2）（超过1000小时，放电深度超过77％）时，具有100mV的过电流。层间被施加到二氧化锰阴极的MMT抑制放电产物溶解和扩散到电解质中，因此容量的稳定性被保持。因此，MMT-Zn || MMT-MNO2在2℃下提供超长循环寿命和超高容量（1100次，191.5mahg（-1））。希望，可以考虑基于Zn的MMT中间层以改善金属阳极和可溶性阴极的电化学性能。

著录项

  • 来源
    《Advanced energy materials》 |2021年第18期|2100186.1-2100186.9|共9页
  • 作者

    Yan Huibo; Li Songmei; Nan Yang; Yang Shubin; Li Bin;

  • 作者单位

    Beihang Univ Sch Mat Sci & Engn Key Lab Aerosp Adv Mat & Performance Minist Educ Beijing 100191 Peoples R China;

    Beihang Univ Sch Mat Sci & Engn Key Lab Aerosp Adv Mat & Performance Minist Educ Beijing 100191 Peoples R China;

    Beihang Univ Sch Mat Sci & Engn Key Lab Aerosp Adv Mat & Performance Minist Educ Beijing 100191 Peoples R China;

    Beihang Univ Sch Mat Sci & Engn Key Lab Aerosp Adv Mat & Performance Minist Educ Beijing 100191 Peoples R China;

    Beihang Univ Sch Mat Sci & Engn Key Lab Aerosp Adv Mat & Performance Minist Educ Beijing 100191 Peoples R China;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    corrosion; dendrites; montmorillonite interlayers; passivation; Zn anodes;

    机译：腐蚀;树突;蒙脱石层间;钝化;Zn阳极;

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