可充电Zn离子电池在大规模能源存储系统中具有广泛前景,但是可充电Zn离子电池中仍具有大量难以解决的问题,特别是商业Zn薄膜材料中的枝晶生长、结构破坏等问题。有鉴于此,中南大学王海燕等报道了修饰CuO纳米线的Cu网材料用于Zn结晶和生长过程中协调协调离子分布和电场变化。基于改善的Zn结晶和Zn的限域生长,Zn阳极能够实现340 h稳定工作,并且电压回滞仅仅20 mV,本工作为设计无枝晶结构Zn电极材料提供可行策略。
通过阳极氧化、空气气氛煅烧两步方法合成修饰CuO纳米线的Cu网材料:在Cu网上通过电化学氧化反应过程生长Cu(OH)2,随后在空气中煅烧处理将Cu(OH)2转化为CuO。CuO材料的本征亲锌作用,改善了对锌的吸附作用。
在锌的成核过程中,CuO纳米线材料能够还原为Cu,并通过构建Cu基导电网络结构有效的改善电子传输性能,同时改善的电场进一步改善Zn生长过程,并抑制了枝晶的生长。因此,Zn的电镀/剥离反应限域在三维网络中。
参考文献
Qi Zhang, Jingyi Luan, Xiaobing Huang, Lin Zhu, Yougen Tang, Xiaobo Ji, Haiyan Wang*
Simultaneously Regulating the Ion Distribution and Electric Field to Achieve Dendrite‐Free Zn Anode, Small 2020
DOI:10.1002/smll.202000929
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202000929