主要观点总结
本文介绍了天津科技大学程博闻教授与香港城市大学张文军教授团队合作,通过简单的分子链重排策略,在锌金属阳极上构建了具有优化结构和表面化学性质的再生纤维素基人工界面(RC@Zn)。该界面显著提高了锌金属阳极的电化学性能,实现了超稳定、高度可逆的锌阳极。该研究以题为“Molecular Chain Rearrangement of Natural Cellulose-based Artificial Interphase for Ultra-stable Zn Metal Anodes”的论文发表在国际知名期刊上。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
水系锌离子电池(AZIBs)因锌金属阳极的本质安全性、环境友好性、低成本和高理论容量而成为电网规模能量存储的有前途的技术。然而,AZIBs的工业化受到Zn金属阳极的不良可逆性的阻碍。
关键观点2: 研究目的
解决锌金属阳极不良可逆性问题,提高水系锌离子电池的电化学性能。
关键观点3: 解决方法
采用分子链重排策略,在锌金属阳极上构建具有优化结构和表面化学性质的再生纤维素基人工界面(RC@Zn)。
关键观点4: 研究成果
RC@Zn电极表现出前所未有的可逆性,在5 mA cm -2 的电流密度下,实现了99.74%的库仑效率,在对称电池中,在10 mA cm -2 的高电流密度下,具有超过8000小时的出色循环稳定性。即使在具有挑战性的条件下,电极也能保持长寿命和稳定的循环。
关键观点5: 研究意义
该研究为高性能RAZIBs的发展和其他金属阳极系统的界面工程设计提供了有价值的见解。
关键观点6: 作者简介
介绍了张文军教授和程博闻教授的个人简介和主要研究领域。
文章预览
水系锌离子电池 (AZIBs) 由于锌金属阳极的本质安全性、环境友好性、低成本和高理论容量 (820 mAh g -1 或5854 mAh cm -3 )而成为电网规模能量存储的非常有前途的技术。然而,AZIBs的工业化受到Zn金属阳极的不良可逆性的严重阻碍。这与水引起的寄生反应 (例如析氢反应 (HER) 和Zn腐蚀) 以及枝晶的生长相关,导致较差的库仑效率 (CE) 和不令人满意的循环寿命。 为了解决以上问题, 天津科技大学 程博闻教授 、香港城市大学 张文军教授 团队 利用简单的分子链重排策略,在锌阳极上开发了一种具有协同优化结构和表面化学的再生纤维素基人工界面 (RC@Zn) 。该RC界面的特点是显著增加了非晶区和更多暴露的活性羟基,促进了Zn 2+ 的快速扩散和均匀的Zn 2+ 界面分布,从而实现了无枝晶Zn沉积。此外,RC界面相致密的结构和丰富的负电荷表面有效地屏蔽了
………………………………