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Fast ion diffusion alloy layer facilitating 3d mesh substrate for dendrite-free zinc-ion hybrid capacitors

Journal of Energy Chemistry 2022年第10期31卷 565-574,I0014页

作者： Huaming Yu Quanyu Li Wen Liu Han Wang Xuyan Ni Qiwen Zhao Weifeng Wei Xiaobo Ji Yuejiao Chen Libao Chen State Key Laboratory of Powder metallurgy Central South UniversityChangsha 410083HunanChina College of Chemistry and Chemical Engineering Central South UniversityChangsha 410083HunanChina

Although aqueous zinc ion hybrid capacitors have advantageous integration of batteries and supercapacitors,they still suffer from the inherent problems of dendrite growth and interfacial side reactions on Zn ***,a universal fast zinc-ion diffusion layer on a three-dimensional(3 d)mesh structure model is demonstrated to effectively improve Zn plating/stripping *** fast ion diffusion alloy layer accelerates the Zn^(2+)migration in an orderly manner to homogenize Zn^(2+)flux and overcomes the defects of the commercial mesh substrate,effectively avoiding dendrite growth and side ***,the proof-of-concept silver-zinc alloy modified stainless steel mesh delivers superb reversibility with the high coulombic efficiency over 99.4%at 4 mA cm^(-2)after 1600 cycles and excellent reliability of over 830 h at 1 mA cm^(-2),Its feasibility is also evidenced in commercial zinc ion hybrid capacitors with activated carbon as the *** work enriches the fundamental comprehension of fast zinc-ion diffusion layer combined with a 3 d substrate on the Zn deposition and opens a universal approach to design advanced host for Zn electrodes in zinc ion hybrid capacitors.

关键词： Zinc-ion hybrid capacitors 3d metal mesh Flexible electrode Fast ion diffusion Alloy layer Zinc ion kinetics

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