調節鋅(Zn)金屬陽極的晶體織構有望促進水性電解質中鋅的可逆性,但直接制造特定織構的鋅仍然具有挑戰性。
在此,河北大學Ning Zhang報道了一種簡便的碘離子(I?)輔助電沉積策略,可以大規模制造高度(002)晶面織構的鋅金屬陽極(H-(002)-Zn)。
文章要點
1)理論和實驗表征表明,I-添加劑的存在可以顯著提高Zn(100)平面的生長速率,使Zn成核均勻化,并促進電鍍動力學,從而實現均勻的H-(002)-Zn電沉積。
2)以傳統ZnSO4基電解液和商用Cu基底的電解槽為模型體系,隨著NaI添加濃度的增加,Zn織構逐漸從(101)轉變為(002)。在優化的1MZnSO4+0.8MNaI電解質中,所制備的H-(002)-Zn具有致密的結構和超高的(002)與(101)信號強度比,且不含(100)信號。
3)獨立式H-(002)-Zn電極比傳統(101)織構的Zn電極表現出更強的抗界面副反應能力,從而在400次循環中提供99.88%的高效率和超過6700小時的超長循環壽命(>1mAcm?2下9個月)并保證全鋅電池的穩定運行。
這項工作將為實用水性鋅電池的高性能鋅陽極的高效電合成提供啟示。
參考文獻
Wentao Yuan, et al, Orientational Electrodeposition of Highly (002)-Textured Zinc Metal Anodes Enabled by Iodide Ions for Stable Aqueous Zinc Batteries, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c08095
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c08095