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含SPANI电解液的二维VS2@MXene锌离子电池实现稳定无枝晶循环

时间:2023-01-31点击数: 来源:

VS2作为水性锌离子电池常用的正极材料之一,由于其导电性差、力学性能低等缺点,导致循环稳定性差、容量较低。为此,用高导电性的二维过渡金属碳化物(MXene)复合VS2是目前有效的解决方法。然而,由于溶剂Zn2+/H2O离子不可控的缓慢迁移,在阳极电极上形成锌枝晶,将会严重威胁到ZIBs电池的应用安全。为了有效控制锌离子的扩散,本研究在电解质溶液中加入了磺化聚苯胺(SPANI)导电聚合物电解质。在x射线衍射、拉曼电位和zeta电位实验中,证实在Zn2+/SPANI相互作用下,Zn2+/H2O结合减弱;并通过恒定电流间歇滴定技术验证Zn2+的沉积速率提高。理论模拟表明,SPANI结合Zn2-在锌/电解质界面处的静电屏蔽对锌枝晶有显著的抑制效果。

本研究制备的VS2@MXene||ZnSO4+SPANI||锌电池在0.1Ag-1下具有368.0mAhg-1的高容量,在5000次循环充放电操作后仍保持96%的容量,为抑制金属枝晶生长以提高ZIB性能提供了一种可行的策略思路。

材料与化工学院王奇观和王素敏教授课题组相关研究以“2D VS2@MXene Based Zinc Ion Batteries with SPANI-Contained Electrolyte Enables Dendrite-Free Anode for Stable Cycling”为题发表在国际期刊《Small Methods》(IF=15.367)上,西安工业大学为唯一通讯单位

网页链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202201471

DOI:10.1002/smtd.202201471

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