中南大学周江AFM:具有筛分功能的均匀多孔高岭土层可稳定锌金属负极
痴迷文献 痴迷文献 2020-03-16

锌金属由于其高的比容量,储量丰富和安全性,被认为是可充电水性Zn基电池的最佳负极选择之一。然而,锌枝晶和腐蚀问题仍然是可充电水性Zn基电池大规模应用面临的最主要的挑战。基于此,中南大学周江等人设计了具有筛分功能(Zn2+的选择通道)和均匀孔分布(≈3.0nm)的高岭土包覆的锌负极(KL-Zn)的KL-Zn负极/电解质界面,不仅可确保无枝晶沉积和长期稳定性(在1.1 mA h cm -2时为800 h ),而且还可以抑制副反应。这项工作为高性能的可充电锌基电池系统的实际应用迈出了坚实的一步。

文章要点:

1高岭土充当具有筛子功能特性的均匀多孔涂层,KL-Zn在对称电池和实际的全电池结构中均表现出较高的自/电化学腐蚀抗性和枝晶抑制性能,这是由于该层通道中有限的Zn2+迁移以及存在大量的吸附位点,例如O-H和的Si-O键,其可吸收Zn2+,然后引导其沉积过程。

2借助XPS,TEM和FTIR测试表明,发生在高岭土涂层中的转移主要是Zn2+而不是Mn2+的转移。更重要的是,KL‐Zn / MnO2电池在循环后显示出优异的循环稳定性,速率性能以及良好的形态。

Canbin Deng, et al, A Sieve-Functional and Uniform-Porous Kaolin Layer

toward Stable Zinc Metal Anode Adv. Funct. Mater. 2020,

DOI: 10.1002/adfm.202000599

https://doi.org/10.1002/adfm.202000599

总之,高岭土包覆的锌负极的简便且经济高效的策略对于构建高性能可充电锌基电池系统方面迈出了坚实一步。


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