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In-situ physical/chemical cross-linked hydrogel electrolyte achieving ultra-stable zinc anode-electrolyte interface towards dendrite-free zinc ion battery

引用

Journal of Energy Chemistry 2024年第10期97卷 342-351,I0007页

作者： Chen-Yang Li Jiang-Lin Wang Dong-Ting Zhang Min-Peng Li Hao Chen Wei-Hai Yi Xin-Ying Ren Bao Liu Xue-Feng Lu Mao-Cheng Liu State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Non-ferrous Metals Lanzhou University of TechnologyLanzhou 730050GansuChina School of Materials Science and Engineering Lanzhou University of TechnologyLanzhou 730050GansuChina Chaowei Power Group Co. LTDChangxing 313100ZhejiangChina School of Vehicle Engineering Jiangsu UniversityNanjing 210031jiangsuChina

Hydrogen evolution reaction(HER),zinc corrosion,and dendrites growth on zinc metal anode are the major issues limiting the practical applications of zinc-ion ***,an in-situ physical/chemical cross-linked hydrogel electrolyte(carrageenan/polyacrylamide/ZnSO_(4),denoted as cpz)has been developed to stabilize the zinc anode-electrolyte interface,which can eliminate side reactions and prevent dendrites *** in-situ cpz hydrogel electrolyte improves the reversibility of zinc anode due to eliminating side reactions caused by active water ***,the electrostatic interaction between the SO_(4)^(-)groups in cpz and Zn^(2+)can encourage the preferential deposition of zinc atoms on(002)crystal plane,which achieve dendrite-free and homogeneous zinc *** in-situ hydrogel electrolyte offers a streamlined approach to battery manufacturing by allowing for direct integration into the ***,the Zn//Zn half battery with cpz hydrogel electrolyte can enable an ultra-long cycle over 5500 h at a current density of 0.5 mA cm^(-2),and the Zn//Cu half battery reach an average coulombic efficiency of 99.37%.The Zn//V_(2)O_5-GO full battery with cpz hydrogel electrolyte demonstrates94.5%of capacity retention after 2100 *** study is expected to open new thought for the development of commercial hydrogel electrolytes for low-cost and long-life zinc-ion batteries.

关键词： in-suit cpz hydrogel electrolyte Hydrogen evolution reaction and zinc corrosion Dendrites growth Zinc anode-electrolyte interface Zn ion batteries

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