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基于高离子迁移动力学的取向ZnQ分子筛保护层实现高稳定水系锌金属负极的构筑
1
作者
李尚华
李玛琳
+3 位作者
迟茜文
尹心
罗招娣
于吉红
《物理化学学报》
北大核心
2025年第1期79-89,共11页
水系锌离子电池以其安全可靠、成本低、容量大、环境友好等优点被认为是最有前途的储能体系之一。然而,锌金属负极在水系电解液中通常面临严重的副反应和枝晶生长问题。在锌负极表面构建具有高离子迁移动力学的保护层是构筑高稳定、长...
水系锌离子电池以其安全可靠、成本低、容量大、环境友好等优点被认为是最有前途的储能体系之一。然而,锌金属负极在水系电解液中通常面临严重的副反应和枝晶生长问题。在锌负极表面构建具有高离子迁移动力学的保护层是构筑高稳定、长寿命锌负极的有效策略。本文中,我们在锌负极表面制备了ZnQ分子筛(BPH拓扑)取向保护层,实现了高离子迁移动力学的稳定锌负极(ZnQ@Zn)的构筑。具有三维有序孔道的ZnQ分子筛在锌箔表面定向排列,为锌离子提供了良好的传导通路,分子筛孔道中的水分子有助于调控锌离子的配位环境,从而提高锌离子的迁移动力学。因此,ZnQ@Zn对称电池在1 mA∙cm^(−2)的电流密度下展现出27 mV的超低过电势以及超过1100 h的循环寿命。此外,ZnQ@Zn//NaV_(3)O_(8)·1.5H_(2)O全电池在8 A∙g^(−1)的电流密度下循环1800次后,容量保持率高达96%,展现出优异的循环性能。本研究为构筑高迁移动力学锌负极保护层提供了新思路,并拓展了分子筛材料在储能领域中的应用。
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关键词
水系锌
离子
电池
锌金属负极
保护层
ZnQ分子筛
离子迁移动力学
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职称材料
题名
基于高离子迁移动力学的取向ZnQ分子筛保护层实现高稳定水系锌金属负极的构筑
1
作者
李尚华
李玛琳
迟茜文
尹心
罗招娣
于吉红
机构
吉林大学化学学院
吉林大学未来科学国际合作联合实验室
出处
《物理化学学报》
北大核心
2025年第1期79-89,共11页
基金
国家自然科学基金(22288101,21920102005,21835002,22109050)
“111计划”(B17020)资助项目。
文摘
水系锌离子电池以其安全可靠、成本低、容量大、环境友好等优点被认为是最有前途的储能体系之一。然而,锌金属负极在水系电解液中通常面临严重的副反应和枝晶生长问题。在锌负极表面构建具有高离子迁移动力学的保护层是构筑高稳定、长寿命锌负极的有效策略。本文中,我们在锌负极表面制备了ZnQ分子筛(BPH拓扑)取向保护层,实现了高离子迁移动力学的稳定锌负极(ZnQ@Zn)的构筑。具有三维有序孔道的ZnQ分子筛在锌箔表面定向排列,为锌离子提供了良好的传导通路,分子筛孔道中的水分子有助于调控锌离子的配位环境,从而提高锌离子的迁移动力学。因此,ZnQ@Zn对称电池在1 mA∙cm^(−2)的电流密度下展现出27 mV的超低过电势以及超过1100 h的循环寿命。此外,ZnQ@Zn//NaV_(3)O_(8)·1.5H_(2)O全电池在8 A∙g^(−1)的电流密度下循环1800次后,容量保持率高达96%,展现出优异的循环性能。本研究为构筑高迁移动力学锌负极保护层提供了新思路,并拓展了分子筛材料在储能领域中的应用。
关键词
水系锌
离子
电池
锌金属负极
保护层
ZnQ分子筛
离子迁移动力学
Keywords
Aqueous zinc ion battery
Zn metal anode
Protective layer
ZnQ zeolite
Ion migration kinetics
分类号
O646 [理学—物理化学]
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作者
出处
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被引量
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1
基于高离子迁移动力学的取向ZnQ分子筛保护层实现高稳定水系锌金属负极的构筑
李尚华
李玛琳
迟茜文
尹心
罗招娣
于吉红
《物理化学学报》
北大核心
2025
0
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