【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240110
通过在N-甲基吡咯烷酮(NMP)有机溶剂中锌电极与CuI之间的置换反应,在锌电极上原位构建了一层致密且疏水的铜金属保护层(Cu@Zn)。铜金属保护层能有效地隔离锌电极与电解液的接触,减少锌电极-电解液界面的析氢和腐蚀等副反应。同时,铜金属保护层还具有较好的亲锌性,更小的界面电阻,更低的成核能垒,有利于锌离子均匀沉积,从而有效抑制了锌枝晶的生成。Cu@Zn对称电池实现了超过1 700 h(1 mA·cm-2)和1 330 h(3 mA·cm-2)的循环寿命。采用商用MnO2与之匹配得到的Cu@Zn||MnO2全电池不仅在1 A·g-1下具有168.5 mAh·g-1的可逆比容量,还可稳定循环2 000次以上
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240191
通过一种绿色、自交联策略,基于海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)中羧基对Zn2+的离子缔合作用,利用旋涂法在锌电极表面原位构建了具有孔结构的柔性SA+CMC凝胶涂层(Zn@SA+CMC)。涂层中富含羟基,羟基的强吸附效应能够使涂层与锌电极紧密结合,减少界面处的副反应。柔性涂层不仅能适应锌电镀过程中的体积变化,还表现出较好的亲锌性,更低的成核过电压,更高的离子电导率,有利于Zn2+均匀沉积,有效抑制了锌枝晶的生成。因此,Zn@SA+CMC对称电池能稳定运行890 h(3 mA·cm-2);Zn@SA+CMC||MnO2全电池表现出优越的倍率和循环性能。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240149
将无机盐NH4F加入到MnO2的前驱体溶液中,通过高效、简单的一步水热法制备了具有氧缺陷的F掺杂α-MnO2纳米棒(记为F-MnO2)。氧空位和F掺杂对提高F-MnO2的导电性、促进离子扩散、提高倍率性能起着至关重要的作用。另外,由于F掺杂,形成了F—Mn键,这可以有效地抑制放电产物中Mn3+的Jahn-Teller畸变,从而提高结构的稳定性。得益于这些协同效应,组装的Zn||F-MnO2全电池在0.5 A·g-1下,首圈放电比容量高达274 mAh·g-1,且具有较长的循环寿命和优异的倍率性能。同时,通过循环伏安(CV)和恒流充放电(GCD)曲线证明了F-MnO2的储能机制为H+和Zn2+的共嵌入/脱出过程。