Selon une étude publiée dans Advanced Functional Materials , une équipe de recherche dirigée par le professeur Hu Linhua des instituts Hefei des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences a découvert que l'ajout de maléate disodique (DMA) à l'électrolyte des batteries aqueuses zinc-ion entraînerait la croissance du Zn préféré ( 002), qui pourrait inhiber efficacement la croissance des dendrites de zinc (Zn) et améliorer la réversibilité et la cyclabilité des batteries.

"Cela signifie que le DMA peut empêcher la croissance des dendrites de zinc nocives et améliorer la capacité des batteries à être rechargées et utilisées plusieurs fois", a déclaré le Dr Li Zhao Qian, membre de l'équipe.

Aujourd'hui, les batteries aqueuses zinc-ion (AZIB) attirent une large attention pour leur sécurité, leur fiabilité et leur rentabilité. La forte croissance des dendrites de Zn et les réactions secondaires sévères sont devenues les principaux obstacles à la commercialisation généralisée des AZIB.

Le plan cristallin Zn (002) présente un arrangement atomique à surface lisse, une densité de charge interfaciale uniforme et une faible énergie de surface, ce qui favorise l'uniformité du Zn ²⁺ . dépôt et de meilleures performances anticorrosion. Par conséquent, le réglage des états du cristal de Zn plaqué est très prometteur pour obtenir des anodes métalliques hautement stables et réversibles.

Dans cette étude, les chercheurs ont développé une stratégie d’électrocristallisation pour induire la croissance de la texture Zn (002). L'adsorption du DMA induit la croissance de la texture Zn (002) et inhibe les réactions secondaires nocives.

"Lorsque nous avons testé la batterie, elle était capable de fonctionner pendant plus de 3 200 heures, même lorsqu'elle était utilisée à des niveaux de puissance élevés", a déclaré le Dr LI Zhaoqian.

Ils l'ont testé dans des conditions difficiles de 30 mA cm ^-2 et 30 mAh cm ^-2 , et l'anode en Zn présente une durée de vie ultra longue de 120 heures.

Ils ont également testé la batterie avec différents matériaux et ont constaté qu'elle fonctionnait bien avec eux, même après de nombreux cycles. Ils ont assemblé des batteries Zn//Cu avec un rendement coulombien moyen de 99,81 % après 3 000 cycles. Pendant ce temps, le Zn//NH₄ V₄ O₁₀ une batterie pleine offre une stabilité à long terme avec une rétention de capacité de 92,3 % après 10 000 cycles.

Cette étude adapte le comportement de migration de Zn ²⁺ à différents plans cristallins par une couche moléculaire de DMA adsorbée pour induire la croissance cristalline de Zn (002), ce qui constitue une stratégie prometteuse pour obtenir la texture dominante de l'anode de zinc au niveau moléculaire, et devrait être appliquée à d'autres anodes métalliques.

Plus d'informations : Tingting Wei et al, Building Near-Unity Stacked (002) Texture for High-Stable Zinc Anode, Matériaux fonctionnels avancés (2023). DOI : 10.1002/adfm.202312506

Informations sur le journal : Matériaux fonctionnels avancés

Fourni par l'Académie chinoise des sciences