由于其高安全性、高容量、環境友好性和低廉的價格,水性鋅金屬電池在促進未來全球電氣化方面極具應用前景。然而,鋅(Zn)在水性電解質中的高反應性導致枝晶生長,進而導致鋅的穩定性差和可逆性差,極大地限制了AZMBs的實際應用。近日,中南大學Chang Zhi、Pan Anqiang、南京大學Zhou Haoshen通過選擇性蝕刻掉普通鋅箔中的反應性(002)Zn面,可以有效鈍化鋅金屬,從而抑制樹枝狀Zn和水誘導副產物的形成,最終顯著提高鋅金屬的穩定性和可逆性。
本文要點:
1) 在4500次循環期間,即使在10mA cm-2的侵蝕條件下,蝕刻Zn的平均庫侖效率(CE)也提高到99.94%的水平。基于蝕刻Zn的NH4V4O10//Zn軟包電池具有317.3mAh g-1的高比容量,即使在350次循環后仍保持85.2%的容量。
2) 作者還實現了更實用的0.124 Ah NH4V4O10//Zn軟包電池,其在80次循環后具有高91.23%的容量保持率。該工作為提高鋅金屬的穩定性和可逆性帶來新的見解,并加速AZMB的商業化。
Dongming Xu et.al Selectively Etching-off Highly Reactive (002) Zn Facet Enable
Highly Efficient Aqueous Zinc-metal Batteries EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE02522E
https://doi.org/10.1039/D3EE02522E