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基于预嵌入碘离子的锌碘电池高效电荷存储,电化学反应势垒降低和多碘化物自穿梭效应抑制
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2023-01-31 , DOI: 10.1002/adfm.202211979 Wenzheng Gao 1 , Situo Cheng 1 , Yaxiong Zhang 1 , Erqing Xie 1 , Jiecai Fu 1
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2023-01-31 , DOI: 10.1002/adfm.202211979 Wenzheng Gao 1 , Situo Cheng 1 , Yaxiong Zhang 1 , Erqing Xie 1 , Jiecai Fu 1
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水系锌碘电池由于其高能量/功率密度和安全性而被认为是一种有前途的储能系统。然而,聚碘化物穿梭会导致严重的活性质量损失,从而导致较低的库仑效率并限制循环寿命。在此,提出了一种将碘离子预嵌入普鲁士蓝 (PBI) 中的新型结构限制策略。DFT计算和电化学表征表明,铁碘键的形成降低了预嵌入位点后续碘离子的电化学反应能垒,改善了I-氧化反应动力学过程,抑制了聚碘自穿梭。PBI//Zn 电池表现出低 Tafel 斜率(155 mV dec -1). 此外,紫外-可见光谱证实所提出的策略抑制了聚碘化物的自穿梭。因此,PBI//Zn 电池实现了高碘化物利用率和库仑效率(在 0.2 A g -1 时为 242 mAh g -1 , CEs ≈ 100%),以及 197.2 mAh g -1的高多重性能,即使在10 A g -1(初始容量的 82%)。PBI//Zn 电池还具有出色的循环稳定性,在 4 A g -1下 1500 次循环后容量保持率为 94% 。该器件在 5538 W kg -1的功率密度下表现出 142 Wh kg -1的高能量密度。
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更新日期:2023-01-31
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