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水系锌离子电池的人工涂层
材料人测试客服小陈     2022-09-22 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
锌离子电池
关键性能:
良好的循环稳定性(20 mA cm-2,3000次循环)、极低的成核过电势(~79.1 mV)和析氢量0.002 mmol h-1 cm-2
产品介绍:

据华南师范大学官网报道,兰亚乾教授和陈宜法教授在水系锌金属电池的人工涂层领域取得了重要研究进展,相关成果在材料学顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表题为“Synergistic Manipulation of Hydrogen Evolution and Zinc Ion Flux in Metal-Covalent Organic Frameworks for Dendrite-free Zn-based Aqueous Batteries”的研究论文(Angewandte Chemie International Edition, 2022, DOI: 10.1002/anie.202210871)。该工作中,研究人员提出了通过制备了一系列的亲锌COFs(如Zn-AAn-COF,Zn-DAAQ-COF,Zn-DAA-COF),并将其作为水系锌离子电池的人工涂层以抑制水系锌离子电池的枝晶生长和析氢反应。这一方法能够同时结合COFs材料的优点,使得所制备的COFs基人工涂层具有明确的结构、丰富的成核诱导位点、较好的空间静电场效应以及多级孔道结构可以在抑制枝晶生长的同时显著缓解析氢腐蚀。通过电池性能测试,分子动力学模拟和密度泛函理论(DFT)计算等深入探究了高孔隙、功能化的COFs基人工保护层在电池充放电过程中对于枝晶生长的抑制作用及水合锌离子的去溶剂化效果从而缓解析氢腐蚀。与纯锌箔电极相比,该改性后的锌金属负极表现出良好的循环稳定性(20 mA cm-2,3000次循环)、极低的成核过电势(~79.1 mV)和析氢量(0.002 mmol h-1 cm-2,比纯锌箔的析氢量小2个数量级)。该研究揭示了COFs在同时抑制析氢和枝晶生长方面巨大的应用前景和潜力,为后续的该领域的研究提供一定的理论参考和实验基础。

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