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Site-Selective Adsorption on ZnF2/Ag Coated Zn for Advanced Aqueous Zinc–Metal Batteries at Low Temperature
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2022-02-04 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04975 Dongdong Wang 1 , Dan Lv 1 , Huili Peng 1 , Nana Wang 2 , Hongxia Liu 3 , Jian Yang 1 , Yitai Qian 1, 4
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2022-02-04 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04975 Dongdong Wang 1 , Dan Lv 1 , Huili Peng 1 , Nana Wang 2 , Hongxia Liu 3 , Jian Yang 1 , Yitai Qian 1, 4
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Metallic Zn as a promising anode material of aqueous batteries suffers from severe parasitic reactions and notorious dendrite growth. To address these issues, the desolvation and nucleation processes need to be carefully regulated. Herein, Zn foils coated by ZnF2–Ag nanoparticles (ZnF2–Ag@Zn) are used as a model to modulate the desolvation and nucleation processes by hybrid surfaces, where Ag has a strong affinity to Zn adatoms and ZnF2 shows an intense adsorption to H2O. This selective adsorption of different species on ZnF2 and Ag reduces the mutual interference between two species. Therefore, ZnF2–Ag@Zn exhibits the electrochemical performance much better than ZnF2@Zn or Ag@Zn. Even at −40 °C, the full cells using ZnF2–Ag@Zn demonstrate an ultralong lifespan of 5000 cycles with a capacity retention of almost 100%. This work provides new insights to improve the performance of Zn metal batteries, especially at low temperatures.
中文翻译:
ZnF2/Ag 包覆 Zn 的位点选择性吸附用于先进水系锌金属低温电池
金属锌作为一种很有前途的水性电池负极材料,存在严重的寄生反应和臭名昭著的枝晶生长。为了解决这些问题,需要仔细调节去溶剂化和成核过程。在此,以 ZnF 2 -Ag 纳米粒子 (ZnF 2 -Ag@Zn)包覆的 Zn 箔为模型,通过混合表面调节去溶剂化和成核过程,其中 Ag 对 Zn 吸附原子具有很强的亲和力,而 ZnF 2显示出强烈的吸附到 H 2 O。不同物质在 ZnF 2和 Ag 上的这种选择性吸附减少了两种物质之间的相互干扰。因此,ZnF 2 –Ag@Zn 表现出比 ZnF 2更好的电化学性能。@Zn 或 Ag@Zn。即使在 -40 °C 下,使用 ZnF 2 –Ag@Zn 的全电池也表现出 5000 次循环的超长寿命,容量保持率几乎为 100%。这项工作为提高锌金属电池的性能提供了新的见解,尤其是在低温下。
更新日期:2022-02-04
中文翻译:
ZnF2/Ag 包覆 Zn 的位点选择性吸附用于先进水系锌金属低温电池
金属锌作为一种很有前途的水性电池负极材料,存在严重的寄生反应和臭名昭著的枝晶生长。为了解决这些问题,需要仔细调节去溶剂化和成核过程。在此,以 ZnF 2 -Ag 纳米粒子 (ZnF 2 -Ag@Zn)包覆的 Zn 箔为模型,通过混合表面调节去溶剂化和成核过程,其中 Ag 对 Zn 吸附原子具有很强的亲和力,而 ZnF 2显示出强烈的吸附到 H 2 O。不同物质在 ZnF 2和 Ag 上的这种选择性吸附减少了两种物质之间的相互干扰。因此,ZnF 2 –Ag@Zn 表现出比 ZnF 2更好的电化学性能。@Zn 或 Ag@Zn。即使在 -40 °C 下,使用 ZnF 2 –Ag@Zn 的全电池也表现出 5000 次循环的超长寿命,容量保持率几乎为 100%。这项工作为提高锌金属电池的性能提供了新的见解,尤其是在低温下。