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稀有金属2024年第07期:原位构筑聚糠醇SEI膜用于稳定锌负极的机制研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:匡玲瑶;乔双;王倩;王星敏;代金航;古兴兴;

单位:重庆工商大学环境与资源学院;中国有研科技集团有限公司有科期刊出版(北京)有限公司;

摘要:水系锌离子电池(AZIBs)由于锌金属含量丰富,安全性更高,被认为是锂离子电池很有潜能的替代品。但由于锌负极的无宿主性以及不均匀的剥离/电镀,且在水系电解液中锌表面存在腐蚀、钝化以及析氢等问题显著影响了水系锌电池的库伦效率以及循环稳定性,这也阻碍了AZIBs的进一步推广应用。通过催化糠醇在锌箔表面原位聚合形成一层致密平滑的聚糠醇(PFA)固液界面膜(SEI膜),从而阻碍锌负极被腐蚀以及抑制锌枝晶生长,有效地提升了锌负极的循环稳定性。在最佳SEI膜厚度(20μm)下,Zn@PFA负极在1 m A·cm~(-2)的电流密度下能稳定循环553 h,明显高于纯锌负极的76 h,此外,Zn@PFA与V_2O_5正极组成的全电池在1.0 A·g~(-1)电流密度循环200圈后,可逆容量仍高达100 m Ah·g~(-1),也优于裸锌负极与V_2O_5正极组成的全电池。为实现锌负极稳定循环提供了一种简便且可大规模化操作的策略。

关键词:锌负极;;防腐蚀;;锌枝晶;;聚糠醇(PFA);;人工固液界面膜(SEI膜)

基金资助:国家自然科学基金青年基金项目(51902036);; 重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2022NSCQ-MSX0828);; 重庆市教委科学技术研究项目重点项目(KJZD-K202300802);; 重庆市留学人员回国创业创新支持计划项目(CX2021046)资助