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赵东元院士团队丨最新JACS!
来源: 时间:2023-11-02 09:58:56 浏览:1230次

第一作者:Fanxing Bu

通讯作者:赵东元院士、晁栋梁研究员、Ahmed Elzatahry

通讯单位:复旦大学、卡塔尔大学

DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.3c08986


研究背景



锌金属基水系电池(ZABs)是一种可持续、经济、安全的锂电池储能替代品,但不可避免的枝晶阻碍了其广泛应用,特别是在长时间和高倍率循环下。在枝晶形成后,电池如何有效运行还未决。基于此,复旦大学赵东元院士和晁栋梁研究员、卡塔尔大学Ahmed Elzatahry(共同通讯作者)等人报道了从抑制Zn枝晶生长,通过高氧化还原电位差驱动氧化和化学蚀刻策略制备了介孔Ti3C2 MXene(MesoTi3C2)包裹聚丙烯(PP)分离器,引入主动枝晶-消化化学。


文章要点



1、结合X射线吸收近边缘光谱(XANES)、扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光谱和X射线光电子能谱(XPS)分析表明,MesoTi3C2作为氧化剂,可通过自发氧化还原过程将形成的死Zn0枝晶还原为电活性Zn2+离子。密度泛函理论(DFT)计算证实,MesoTi3C2中丰富的边缘Ti-O位点与Zn具有增强的结合能,可从Zn中吸走更多的电子,有效地消化了不需要的Zn0枝晶。

2、具有MesoTi3C2包裹聚丙烯(PP)分离器的非对称Zn||Cu电池表现出优异的使用寿命,在5 mA cm-2的电流密度下循环超过5500次,循环寿命达到2200 h,同时保持低于50 mV的过电位。此外,与VO2正极配对的全锌离子电池具有高容量,优异的倍率性能和良好的循环稳定性。本研究揭示了介孔MXenes的边缘效应,并发现了一种新的主动枝晶-消化化学物质,可在ZABs中生存。


图文展示



 

图1. MesoTi3C2的合成示意图

 

图2. MesoTi3C2的表征

 

图3. MesoTi3C2包覆PP隔膜的制备和表征

 图4. MesoTi3C2包覆PP隔膜的电化学性能

 

图5. MesoTi3C2的枝晶-消化机理

 

图6.自发氧化还原过程示意图

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全部 3小时前 四川
文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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