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    支春義團隊EES.：空間位阻效應提升ZnO負極的電化學還原動力學！
    來源： 時間：2024-01-05 14:09:25 瀏覽：2642次

    第一作者：Shuo Yang、Ao Chen、Zijie Tang

    通訊作者：支春義教授、Xiaoqi Wang

    通訊單位：香港城市大學、中國石油勘探開發研究院（RIPED）

    DOI: 10.1039/D3EE02164E

    【研究背景】

    鋅（Zn）金屬負極的寄生副反應和枝晶生長是限制鋅離子電池（ZIBs）實際應用的兩個主要問題，其中快速電化學動力學和緩慢傳質之間的矛盾可能會在電極表面產生顯著的濃度梯度，導致金屬Zn的不均勻生長和電池短路。基于此，香港城市大學支春義教授等人通過將大分子（磷酸三丁酯）加入到電解質中，引入了一種具有空間位阻效應的修飾溶劑化結構。

    【文章要點】

    1、作者提出了一種新的方法，以穩定Zn負極在水溶液中，通過將大尺寸的TBP分子納入電解質中。實驗和理論研究表明，TBP分子成功地占據了Zn2+溶劑化殼，通過排除水分子形成了大的溶劑化結構，從而產生了空間位阻效應，調節了電化學還原動力學。電化學分析和掃描電鏡觀察表明，具有改性電化學還原動力學的TBP電解質能有效抑制Zn枝晶的生長，同時使鍍Zn形態光滑、緊湊。

    2、研究結果表明，即使在10 mA cm-2和10 mAh cm-2的惡劣循環條件下，也具有穩定的Zn沉積/剝離，平均庫侖效率約為99.5%，累積容量為3000 mAh cm-2。當與Mn2+膨脹水合五氧化二釩陰極偶聯時，全電池表現出高面積容量（3.97 mAh cm-2），并在650次循環后保持91.4%的高容量保留率。本工作通過構建大分子的空間位阻效應，可以顯著提高Zn負極的循環性能和穩定性，從而為水溶液ZIBs的電解質設計提供新的思路。

    【圖文展示】

     

    圖1.波譜表征

     

    圖2.電化學性能表征

     

    圖3.結構表征

     

    圖4.電池性能表征

     

    圖5.CV曲線等電池性能表征

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    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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