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In situ construction of zinc-rich polymeric solid–electrolyte interface for high-performance zinc anode
eScience ( IF 42.9 ) Pub Date : 2023-06-01 , DOI: 10.1016/j.esci.2023.100153 Kaixuan Xie , Kaixin Ren , Qinghong Wang , Yuxiao Lin , Fengcan Ma , Chuang Sun , Yinwei Li , Xinsheng Zhao , Chao Lai
eScience ( IF 42.9 ) Pub Date : 2023-06-01 , DOI: 10.1016/j.esci.2023.100153 Kaixuan Xie , Kaixin Ren , Qinghong Wang , Yuxiao Lin , Fengcan Ma , Chuang Sun , Yinwei Li , Xinsheng Zhao , Chao Lai
With their excellent reliability and environmental friendliness, zinc-ion batteries (ZIBs) are regarded as potential energy storage technologies. Unfortunately, their poor cycling durability and low Coulombic effectiveness (CE), driven by dendritic growth and surface passivation on the Zn anode, severely restrict their commercialization. Herein, we describe the in situ construction of a Zn-rich polymeric solid–electrolyte interface (SEI) using polyacrylic acid (PAA) as an electrolyte additive. On the one hand, the PAA SEI layer offers evenly distributed nucleation sites and promotes ion transport, hence suppressing dendrite growth. On the other hand, the SEI layer prevents direct contact between the Zn foil and the electrolyte, thus inhibiting side reactions. Additionally, the robust coordination of PAA with Zn2+ and the SEI layer's good adherence to the Zn foil provide long-term protection to the Zn anode. As a result, symmetric cells and Zn/V2 O5 cells all deliver prolonged cycle life and superior electrochemical efficiency.
中文翻译:
用于高性能锌负极的富锌聚合物固体-电解质界面的原位构建
凭借其优异的可靠性和环境友好性,锂离子电池 (ZIB) 被认为是潜在的储能技术。不幸的是,在锌阳极的树枝状生长和表面钝化的驱动下,它们较差的循环耐久性和低库仑系数 (CE) 严重限制了它们的商业化。在本文中,我们描述了使用聚丙烯酸 (PAA) 作为电解质添加剂的富锌聚合物固体-电解质界面 (SEI) 的原位构建。一方面,PAA SEI 层提供均匀分布的成核位点并促进离子传输,从而抑制枝晶生长。另一方面,SEI 层阻止了 Zn 箔和电解质之间的直接接触,从而抑制了副反应。此外,PAA 与 Zn2+ 的稳健配位以及 SEI 层对 Zn 箔的良好粘附为 Zn 阳极提供了长期保护。因此,对称电池和 Zn/V2O5 电池都提供了更长的循环寿命和卓越的电化学效率。
更新日期:2023-06-01
中文翻译:
用于高性能锌负极的富锌聚合物固体-电解质界面的原位构建
凭借其优异的可靠性和环境友好性,锂离子电池 (ZIB) 被认为是潜在的储能技术。不幸的是,在锌阳极的树枝状生长和表面钝化的驱动下,它们较差的循环耐久性和低库仑系数 (CE) 严重限制了它们的商业化。在本文中,我们描述了使用聚丙烯酸 (PAA) 作为电解质添加剂的富锌聚合物固体-电解质界面 (SEI) 的原位构建。一方面,PAA SEI 层提供均匀分布的成核位点并促进离子传输,从而抑制枝晶生长。另一方面,SEI 层阻止了 Zn 箔和电解质之间的直接接触,从而抑制了副反应。此外,PAA 与 Zn2+ 的稳健配位以及 SEI 层对 Zn 箔的良好粘附为 Zn 阳极提供了长期保护。因此,对称电池和 Zn/V2O5 电池都提供了更长的循环寿命和卓越的电化学效率。