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Prominent cycling reversibility and kinetics enabled by CaTiO3 protective layer on Zn metal for aqueous Zn-ion batteries

引用

Journal of Energy Chemistry 2025年第1期100卷 245-258页

作者： Gaeun Lee Yong Nam Ahn Seongjoon So Chanwoo Park Jong-Seong Bae Taehyun Park Il Tae Kim Jaehyun Hur School of Chemical Biological and Battery Engineering Gachon University Seongnam Busan Center Korea Basic Science Institute

aqueous Zn-ion batteries （AZIBs） have received considerable attention owing to their various advantages such as safety,low cost,simple battery assembly conditions,and high ionic ***,they still suffer from serious problems,including uncontrollable dendrite growth,corrosion,hydrogen evolution reaction （HER） from water decomposition,electrode passivation,and unexpected *** creation of a uniform artificial nanocrystal layer on the Zn anode surface is a promising strategy for resolving these ***,we propose the use of a perovskite CaTiO3（CTO） protective layer on Zn（CTO@Zn） as a promising approach for improving the performance of *** CTO artificial layer provides an efficient pathway for Zn ion diffusion towards the Zn metal because of the high dielectric constant （εr=180） and ferroelectric characteristics that enable the alignment of dipole moments and redistribute the Zn2+ions in the CTO *** avoiding the direct contact of the Zn anode with the electrolyte solution,the uneven dendrite growth,corrosion,parasitic side reactions,and HER are mitigated,while CTO retains its mechanical and chemical robustness during ***,CTO@Zn demonstrates an improved lifespan in a symmetric cell configuration compared with bare ***@Zn shows steady overpotential （～68 m V） for 1500 h at 1 mA cm-2/0.5 mA h cm-2,excelling bare ***,when paired with the V2O5-C cathode,the CTO@Zn//V2O5-C full battery delivers 148.4 mA h g-1（based on the mass of the cathode） after 300 *** study provides new insights into Zn metal anodes and the development of high-performance AZIBs.

关键词： Artificial layer Dielectric constant Zn metal anode zinc aqueous battery

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