中南大学EES：渐进形核机制实现稳定的镀锌/剥离行为

Nanoyu

2021-08-24

由于剥离后锌（Zn）负极上电场的不均匀分布，水系锌离子电池在重复循环过程中，严重的不可控Zn枝晶生长一直是一个巨大的挑战。

近日，中南大学王海燕教授，孙旦报道了通过在电解液中引入高价阳离子（Ce³⁺，La³⁺）来均匀电场，调节Zn的沉积行为，从而展示了一种全新的Zn成核机理。

文章要点

1）详细的表面形貌演化研究表明，Zn的成核通过阳离子添加剂的优先吸附从裸电解液中的瞬时成核转变为渐进成核，从而导致稳定的剥锌/电镀行为。

2）添加0.01 M Ce₂(SO₄)₃的对称电池可在5 A g^-1下可循环700 h以上，且具有较低的电压滞后（83.3 mV），明显由于未加Ce₂₍SO₄)₃的对称电池（282 h）。此外，设计的Zn//NaV₃O₈·1.5H₂O电池在5 A g^-1下250次循环后的容量保持率（87.0%）也高于裸电解液中的容量保持率（68.1%）。

本工作对阳离子吸附对Zn成核的影响提供了全新而深刻的认识。

参考文献

Yihu Li, et al, Progressive nucleation mechanism enables stable zinc stripping-plating behavior, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE01861B

https://doi.org/10.1039/D1EE01861B