AEM: 螯合效应诱导的用于水系锌金属负极的坚固生物质保护层

文章总结

锌金属负极上有害的枝晶生长和析氢腐蚀极大地阻碍了水系锌电池的应用。在锌负极上构建稳定的固体电解质界面（SEI）层被认为是延长电池寿命的有效策略。在此，以聚（N-[2-(3,4 - 二羟基苯基) 乙基]-2 - 甲基丙烯酰胺）（PDMA）为例，系统地研究了锌离子（Zn²⁺）的螯合效应对 SEI 层生成的影响。在锌离子的辅助下，DMA 单体倾向于在锌负极上形成具有更高交联度的坚固的 PDMA 层。锌金属与 PDMA 之间的锌 - 氧（Zn─O）相互作用确保了 SEI 层的长期保护效果，并使锌的成核更加均匀。此外，PDMA 中亲锌的羟基基团能够促进锌离子的去溶剂化过程。正如预期的那样，含有 PDMA 的锌对称电池展现出超过 3800 小时的延长寿命。在 1 A g⁻¹ 的电流密度下循环 1000 次后，锌 || 钒酸镍（NVO）全电池仍能保持 150 mAh g⁻¹ 的容量。这项工作被认为能够为未来基于保护层工程的水系锌负极设计提供指导。

图文简介

基于锌诱导的聚（N-[2-(3,4 - 二羟基苯基) 乙基]-2 - 甲基丙烯酰胺）（PDMA）层对锌负极进行保护的示意图

固体电解质界面（SEI）层的结构表征

PDMA 中 Zn²⁺的溶剂化结构分析

锌的电镀 / 剥离行为

锌负极稳定性的评估

论0文信息

通讯作者：Jin-Lin Yang, Ruiping Liu

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