徐賓剛/趙景新/李宇杰AM: 用于長循環(huán)水系鋅離子電池的3D冷阱環(huán)境打印 2023年10月10日 上午11:54 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 5 由于低成本和易于加工,鋅粉(Zn-P)基負極一直被認為是鋅離子電池(ZIBs)的理想負極候選材料。然而,Zn-P基負極固有的負面特性,如易腐蝕和不受控制的枝晶生長,限制了其進一步應用。 在此,香港理工大學徐賓剛教授、趙景新博士后及哈爾濱工業(yè)大學李宇杰教授等人提出了一種新型的3D冷阱環(huán)境打?。?DCEP)技術,開發(fā)了一種具有高保真度和良好定向對準性能的創(chuàng)新3D周期性MXene/Zn-P氣凝膠負極(3DCEP-MXene/Zn-P)。其中,3DCEP技術是在全冷環(huán)境下實現(xiàn)的,油墨的瞬時凍結消除了溫度梯度對油墨流動的影響。 此外,由于低雷諾數(shù)油墨在微通道中的層流效應,MXene納米片自發(fā)有序排列。更重要的是,冰晶誘導進一步增強了MXene納米片在油墨擠壓后凍結過程中的定向排列穩(wěn)定性。基于該負極并結合層流和冰晶誘導實現(xiàn)有序排列,作者提出了一種新的晶格匹配和物理約束效應(L-P效應)抑制Zn枝晶的機理。其中,MXene與Zn之間的高度晶格匹配及MXene界面間的物理約束作用極大地抑制了Zn-p的枝晶生長。 圖1. 3DCEP MXene/Zn-P負極中鋅枝晶抑制機理的研究 因此,3DCEP-MXene/Zn-P負極在超過1400小時的鍍鋅/脫鋅過程中表現(xiàn)出高循環(huán)穩(wěn)定性和99.7%的高CE。為了突出3DCEP技術的通用性,作者通過3D冷阱環(huán)境打印制備了MXene、MnHCF及MXene和Co摻雜MnHCF氣凝膠正極(分別表示為3DCEP-MXene/MnHCF和3DCEP-MXene/Co-MnHCF)。 本文采用3DCEP-MXene/Zn-p負極和3DCEP-MXene/Co-MnHCF正極組裝的微型準固態(tài)全電池在0.2 A g-1時提供了218.4 mAh g-1的理想放電容量,并在2 A g-1下穩(wěn)定循環(huán)超過1600次后容量保持率為95.7%。作為一個概念展示,微型ZIB還可為實現(xiàn)自供電機械運動系統(tǒng)提供穩(wěn)定的動力??傊狙芯繛槲\存儲系統(tǒng)在寒冷環(huán)境中快速制造具有高度有序排列的可逆鋅負極提供了啟發(fā)性的普適性途徑。 圖2. 全電池的電化學性能和反應動力學研究 3D Cold-Trap Environment Printing for Long-Cycle Aqueous Zn-Ion Batteries, Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202209886 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/10/9bca83f330/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 ACS Energy Lett.:FE>93%!膜電極組件電解槽中低濃度CO2氣體的電催化還原 2023年10月12日 電池頂刊集錦:胡勇勝、黃云輝、張鎖江、黃佳琦、晁棟梁、于樂、張寧、楊樹斌等成果 2023年10月7日 朱罕/王定勝/莊澤超,最新EES! 2023年10月13日 AEM:磷苯基電解液添加劑有效形成SEI,穩(wěn)定硅基鋰離子電池! 2023年10月10日 中科大曾杰團隊,10天三篇Nature子刊! 2024年5月2日 打破校史!地方高校首次發(fā)Nature! 2024年2月19日