功能微纳材料与器件实验室

博士生李传琳在《Advanced Energy Materials》上发表文章

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近日,本课题组博士生李传琳在水系储能领域取得重要研究进展,相关工作以题为“Highly Reversible Zn Metal Anode Securing by Functional Electrolyte Modulation”的研究论文发表于顶级期刊Advanced Energy Materials上,中科院一区,影响因子27.8。博士研究生李传琳为论文第一作者,王成刚副教授和徐锡金教授为共同通讯作者,济南大学为第一完成单位。

由于锌离子电池具有高理论容量(820 mAh g-1/5855 mAh cm-3) 和理想的电化学氧化还原电位(-0.762 V vs.SHE),其商业化潜力巨大。然而,锌负极界面上的副反应阻碍了锌离子电池的长期运行,限制了其大规模应用。本论文通过采用少量的4-氨基苯磺酸钠(SABS)添加剂诱导Zn2+的均匀沉积,从而抑制界面处副反应的发生。SABS的优先吸附促进了贫水内亥姆霍兹层的形成,从而抑制了Zn负极表面游离H2O的析氢腐蚀。此外,由于SABS具有较低的最低未占据分子轨道能级,可以进一步在原位优先分解成固体电极/电解质界面(SEI)层,以调节Zn2+的电化学沉积/剥离行为,大大提高了Zn//Zn对称电池的循环寿命。基于此优化策略,组装的Zn||I2全电池在20000次循环后,仍然具有92.4%容量保持率。同时,组装的软包电池(4×5 cm2)5 mA cm-2下经820次循环后,容量保持率超过了99.1% (63 mAh)

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          1. 锌离子溶剂化结构及双电层的调控表征   

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                           2. SEI的结构和组成表征

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                  3. Zn负极表面的沉积动力学和耐腐蚀性表征

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                            4. Zn负极沉积的形貌表征

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            5. Zn//Zn对称电池在ZnSO4+SABS电解液中的电化学性能

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               6. Zn||I2全电池在ZnSO4+SABS电解液中的电化学性能

文章链接Chuanlin Li, Xixi Zhang, Guangmeng Qu, Shunshun Zhao, Hongjie Qin, Dingzheng Li, Na Li, Chenggang Wang*, Xijin Xu*. Highly Reversible Zn Metal Anode Securing by Functional Electrolyte Modulation. Advanced Energy Materials. 2024, https://doi.org/10.1002/aenm.202400872.

文章分类: 组内动态