资源丰富的金属(如锌)电池具有安全性和可持续性的内在优势。然而,它们的实际可行性受到金属负极可逆性差的严重阻碍,主要原因是不可控的枝晶生长。为了完全防止枝晶的形成,研究人员付出了很大的努力,但在高电流密度时,这似乎不太有效。
近日,天津大学Ji Liang,Feng Hou,天津师范大学Liqun Wang开发了一种高效的可用于超高倍率可逆镀锌/剥离的Zn枝晶调控策略。
文章要点
1)与传统的Zn枝晶抑制策略相比,研究人员诱导和调控了由细小、分布均匀、准同质的Zn枝晶组成的枝晶形貌。其中,在Cu纳米线(CuNW)衬底规则暴露的Cu(111)面上外延形成大量均匀细小的Zn枝晶,抑制了“自放大”生长特征,消除了不规则枝晶的突然性生长。
2)受益于调节的枝晶形态,在对称电池中实现了在100.0 mA cm-2下高达30 000次循环的高度稳定和快速的锌镀/剥离,产生了30 Ah cm-2的高累积面容量。此外,这种策略可以很容易地扩展到其他金属的沉积,如镁和铝,显示了应用于各种电池类型的巨大潜力。
参考文献
Zhehan Yi, et al, An Ultrahigh Rate and Stable Zinc Anode by Facet-Matching-Induced Dendrite Regulation, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202203835
https://doi.org/10.1002/adma.202203835