学术前沿|Nat. Commun.:弱溶剂化电解质,实现锌离子电池实用化!

作者&投稿:庄闻 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 学术前沿 | Nat. Commun.:弱溶剂化电解质,实现锌离子电池实用化!

导语:锌离子电池因锌负极具有高容量、低氧化还原电位、低成本等优势,成为一种有前途的固定储能电化学装置。然而,水溶剂化引起的结构坍塌和副反应是制约其实际应用的主要因素。在此背景下,中山大学卢锡洪、杨祖金,东莞理工学院谢世磊等人在Nature Communications发表文章,通过设计一种弱溶剂化电解质,减少溶剂化水的数量,成功抑制了AZIBs正极和负极的失效,实现了锌离子电池的实用化。

成果背景:为降低H2O的溶剂化能力,增强SO42−与H2O在Zn2+上的配位竞争能力,本文作者通过配制弱溶剂化电解质,构建了[(Zn2+)(H2O)4.3(SO42−)1.3(C4H8O)0.4]的贫水溶剂化结构,显著减少了Zn负极上溶剂化水引起的不良副反应。

核心数据解读:通过实验和理论模拟,验证了弱溶剂化电解质的Zn2+贫水溶剂化结构,可以加快Zn2+的脱溶动力学,抑制Zn枝晶生长和正极结构坍塌。

图1展示弱溶剂化电解质(WSE)中Zn2+溶剂化结构的变化,包括工作原理示意图、拉曼光谱、FT-IR光谱、MD模拟结果等,表明加入丁酮后,Zn2+溶剂化结构从单纯的溶剂分离离子对转变为SSIP与接触离子对共存,有效抑制了析氢反应和腐蚀。

图2通过电化学性能测试,展示了WSE中Zn负极的稳定性增强,包括恒电流循环曲线、库仑效率、SEM和XRD图谱,证明了WSE可以显著抑制Zn枝晶生长和结构坍塌。

图3进一步研究了WSE对NVO正极循环稳定性的影响,包括GCD曲线、倍率性能比较、结构演变分析,证实了丁酮添加剂有助于提高NVO的Zn2+存储能力和循环稳定性。

图4展示了基于WSE的可充电AA型Zn/NVO电池的电化学性能,包括容量、循环稳定性、概念验证,以及与已有AZIB的比较,证明了WSE在实际应用中的可行性。

成果启示:通过设计弱溶剂化电解质,本文作者成功解决了水系锌离子电池中的关键问题,实现了电池的实用化,为实现水系锌离子电池的高可持续性发展提供了重要策略。


城子河区19332536679: 《人民论坛》的《学术前沿》是核心期刊吗, -
井饰迪立: 不是,只有《人民论坛》是,一般代理喜欢忽悠说《人民论坛》,实际发的都是《人民论坛·学术前沿》.自己注意甄别吧,网上代理很多都是连蒙带骗的

城子河区19332536679: 人民论坛杂志社《学术前沿》是不是北大核心 -
井饰迪立: 学术前沿版应该是不在核心期刊目录当中的.仅供参考.而人民论坛是在当中的

城子河区19332536679: 学术杂志网发表的《前沿》是正刊吗?求发过的同学回复
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城子河区19332536679: 人民论坛 学术前沿 是不是北大核心 -
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城子河区19332536679: 什么叫学术前沿 -
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城子河区19332536679: 特纳氏综合症,能否生育? -
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城子河区19332536679: 特纳氏综合症会遗传下一代吗 -
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城子河区19332536679: 基础科学研究的前沿领域 -
井饰迪立: 1.生命过程的定量研究与系统整合 对生命现象的本质和基本过程的研究,已进入到定量和系统整合的阶段,体现出微观与宏观相结合、分析与综合相结合、由定性走向定量、由单一学科走向多学科相互交叉的特征. “十一五”期间的主要研究...

城子河区19332536679: 博士研究生论文发表的要求? -
井饰迪立: 复旦大学日前出台规定,从2011年入学的三个院系所开始试点,硕士生无须在核心期刊发表文章、博士生在核心期刊上发表2篇文章(原为3篇)即可毕业,一改多年来实行的一定要在核心期刊发文章才能毕业的规定.我想就自己十多年从事研...

城子河区19332536679: 如何获取学科前沿信息 -
井饰迪立: 信息技术将继续向高性能、低成本、普适计算和智能化等主要方向发展,寻求新的计算与处理方式和物理实现是未来信息技术领域面临的重大挑战. 纳米科技、生物技术与认知科学等多学科的交叉融合,将促进基于生物特征的、以图像和自然语言理解为基础的“以人为中心”的信息技术发展,推动多领域的创新. 重点研究低成本的自组织网络,个性化的智能机器人和人机交互系统、高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统. 信息技术之前沿:重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术,研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统.

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