開發了一種基于量子力學數據的新型反作用力場,用于描述水性鋅離子電池(ZIBs)中鋅電極-電解質界面(EEI)化學的形成。近日,香港科技大學Luo Zhengtang、加州理工學院William A. Goddard III、華南理工大學Yuan Bin使用反應分子動力學(RMD)模擬來跟蹤EEI中的Zn還原和陽極結構演變。
本文要點:
1) 研究發現,在軸向壓力作用下,鋅枝晶的形成受到抑制。這與加速離子傳輸和還原的同時增加對水平(002)面生長的偏好有關。作者觀察到雙電層內Zn離子的壓力誘導去溶劑化,這促進了更快的還原動力學。
2) 研究發現,軸向壓力通過降低成核過程中的軸向原子應力和增加側向吸附原子擴散來穩定(002)面上的吸附原子,從而減少原子尺度枝晶的形成。最后,作者通過實驗表征和電化學測試證實了這些結果。
Yuyin Li et.al The Zn Deposition Mechanism and Pressure Effects for Aqueous Zn Batteries: A Combined Theoretical and Experimental Study Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303047
https://doi.org/10.1002/aenm.202303047