Secondo uno studio pubblicato su Advanced Functional Materials , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Hu Linhua dell'Istituto Hefei di Scienze Fisiche dell'Accademia Cinese delle Scienze ha scoperto che l'aggiunta di maleato di disodio (DMA) all'elettrolita delle batterie acquose agli ioni di zinco porterebbe alla crescita dello Zn preferito ( 002), che potrebbe inibire efficacemente la crescita del dendrite di zinco (Zn) e migliorare la reversibilità e la ciclabilità delle batterie.
"Ciò significa che il DMA può impedire la crescita dei dannosi dendriti di zinco e migliorare la capacità delle batterie di essere ricaricate e utilizzate più volte", ha affermato il dottor Li Zhao Qian, un membro del team.
Oggi, le batterie acquose agli ioni di zinco (AZIB) hanno attirato l’attenzione diffusa per la loro sicurezza, affidabilità e convenienza. La forte crescita del dendrite Zn e le gravi reazioni collaterali sono diventati i principali ostacoli alla commercializzazione su larga scala degli AZIB.
Il piano cristallino dello Zn (002) ha una disposizione atomica superficiale liscia, una densità di carica interfacciale uniforme e una bassa energia superficiale, che favorisce lo Zn 2+ uniforme deposizione e migliori prestazioni anticorrosive. Pertanto, la regolazione degli stati del cristallo di zinco placcato rappresenta una grande promessa per ottenere anodi metallici altamente stabili e reversibili.
In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato una strategia di elettrocristallizzazione per indurre la crescita della trama di Zn (002). L'adsorbimento del DMA induce la crescita della struttura dello Zn (002) e inibisce le reazioni collaterali dannose.
"Quando abbiamo testato la batteria, è stata in grado di funzionare per oltre 3.200 ore, anche se utilizzata a livelli di potenza elevati", ha affermato il dottor LI Zhaoqian.
L'hanno testato in condizioni difficili di 30 mA cm -2 e 30 mAh cm -2 e l'anodo di zinco presenta un ciclo di vita ultra lungo di 120 ore.
Hanno anche testato la batteria con materiali diversi e hanno scoperto che funzionava bene, anche dopo molti cicli. Hanno assemblato batterie Zn//Cu con un'efficienza media di Coulomb del 99,81% dopo 3.000 cicli. Nel frattempo, lo Zn//NH4 V4 O10 la batteria completamente carica offre stabilità a lungo termine con un mantenimento della capacità del 92,3% dopo 10.000 cicli.
Questo studio adatta il comportamento di migrazione di Zn 2+ su diversi piani cristallini mediante strato molecolare DMA adsorbito per indurre la crescita dei cristalli di Zn (002), che fornisce una strategia promettente per ottenere la trama dominante dell'anodo di zinco a livello molecolare e dovrebbe essere applicata ad altri anodi metallici.
Ulteriori informazioni: Tingting Wei et al, Building Near‐Unity Stacked (002) Texture per anodo di zinco altamente stabile, Materiali funzionali avanzati (2023). DOI:10.1002/adfm.202312506
Informazioni sul giornale: Materiali funzionali avanzati
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
