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Low-temperature replacement construction of three-dimensional corrosion-resistant interface for deeply rechargeable Zn metal batteries

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纳米材料科学 2024年第3期 329页

作者： Jinze Li daniel ro hrens Gianluca Dalfollo Xiaochao Wu Ziheng Lu Qiang Gao Bo Han Ruimin Sun Chenggang Zhou Jindi Wang Zhao Cai

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Low-temperature replacement construction of three-dimensional corrosion-resistant interface for deeply rechargeable Zn metal batteries

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Nano Materials Science 2024年第3期6卷 329-336页

作者： Jinze Li daniel rohrens Gianluca Dalfollo Xiaochao Wu Ziheng Lu Qiang Gao Bo Han Ruimin Sun Chenggang Zhou Jindi Wang Zhao Cai Faculty of Materials Science and Chemistry China University of GeosciencesWuhan430074China Institute of Inorganic Chemistry RWTH Aachen UniversityAachen52074Germany Microsoft Research AI4Science Beijing10080China Institute of New Energy on Chemical Storage and Power Sources College of Applied Chemistry and Environmental EngineeringYancheng Teachers UniversityYancheng224000China

Aqueous Zn batteries are promising candidates for grid-scale renewable energy *** electrodes have been widely investigated and applied as anode materials for aqueous Zn batteries,however,they suffer from limited surface area and severe interfacial issues including metallic dendrites and corrosion side reactions,limiting the depth of discharge(DOD)of the foil electrode ***,a low-temperature replacement reaction is utilized to in-situ construct a three-dimensional(3D)corrosion-resistant interface for deeply rechargeable Zn foil ***,the deliberate low-temperature environment controlled the replacement rate between polycrystalline Zn metal and oxalic acid,producing a Zn foil electrode with distinct 3D corrosion-resistant interface(3DCI-Zn),which differed from conventional two-dimensional(2D)protective structure and showed an order of magnitude higher surface ***,the 3DCI-Zn electrode exhibited dendrite-free and anticorrosion properties,and achieved stable plating/stripping performance for 1000 h at 10 mA cm^(-2)and 10 mAh cm^(-2)with a remarkable DOD of 79%.After pairing with a MnO2cathode with a high areal capacity of 4.2 mAh cm^(-2),the pouch cells delivered 168 Wh L^(-1)and a capacity retention of 89.7%after 100 cycles with a low negative/positive(N/P)ratio of 3:1.

关键词： Aqueous batteries Foil electrodes Depth of discharge Dendrites Corrosion side reactions

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