實現高碘負載陰極和高鋅陽極放電深度(DOD)是釋放能量密集型鋅離子電池全部潛力的關鍵。然而,這種組合加劇了聚碘中間體的有害穿梭效應,顯著損害了電池的可逆性和穩定性。在此,中國科學院李恒、朱英杰、北京林業大學馬明國、倫敦大學學院Zhang Wei報道了一種高負載碘陰極(表示為MX-AB@I),其通過多功能Ti3C2Tx MXene調控實現,該電極在Zn-I2電池中具有高穩定性和能量密度。
本文要點:
1) 通過綜合實驗和理論分析,作者闡明了MXene調控策略可以有效抑制聚碘穿梭、增強碘轉化動力學、顯著提高鋅陽極可逆性的內在調節機制。MXene調控的MX-AB@I復合陰極實現了23mgcm-2的高碘質量負載,并實現了4.0mAh cm-2的高面積容量。
2) 當與薄鋅陽極(10μm)配對時,鋅離子電池實現了78.7%的高鋅DOD和171.3 Wh kg?1的高能量密度。該研究提出了一種有效的方法,通過利用MXene調控關鍵的電化學反應過程,從而為Zn-I2電池設計高負載碘陰極。
Dandan Li et.al A MXene Modulator Enabled High-Loading Iodine Composite Cathode for Stable and High-Energy-Density Zn-I2 Battery Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202404426
https://doi.org/10.1002/aenm.202404426