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Asymmetric Zn-N_4 atomic sites embedded hollow fibers as stable Zn anode for high-performance Zn-ion hybrid capacitor

引用

Journal of Energy Chemistry 2024年第10期97卷 460-469,I0009页

作者： Yukun Liu Bing Li Jin Wang Caiyun Li Hongrui Yang Yang Song Sen Zhang Chao Deng Key Laboratory for Photonic and Electronic Bandgap Materials Ministry of EducationCollege of Physics and Electronic EngineeringHarbin Normal UniversityHarbin 150025HeilongjiangChina College of Material Science and Chemical Engineering Harbin Engineering UniversityHarbin 150001HeilongjiangChina

Zn based electrochemical energy storage systems(EES)have attracted tremendous interests owing to their low cost and high intrinsic ***,the uncontrolled growth of Zn dendrites and the side reactions of Zn metal anodes(ZMAs)severely restrict their *** address these issues,we design the asymmetric Zn-N_(4) atomic sites embedded hollow fibers(AS-IHF)as the flexible host for stable *** introducing different nitrogen resources in the synthesis,two kinds of coordination,i,***-N(pyridinic)and Zn-N(pyrrolic),are introduced in the Zn-N_(4) atomic module *** asymmetric Zn-N_(4) module with regulated micro-environment facilitates the superior zincophilic features and promotes the Zn ***,the highly porous structure of the hollow fiber effectively reduces local current density,homogenize Zn ion flux,and alleviate structure *** the advantages endow the high efficiency and good stability for Zn plating/*** theoretical and experimental results demonstrate the high reversibility,low nucleation overpotential,and dendritefree behavior of the AS-IHF@Zn anode,which afford the high stability in high-rate and long-term ***,the solid-state Zn-ion hybrid capacitor(ZIHC)based on AS-IHF@Zn anode shows the high flexibility,reliability,and superior long-term cycling capability in a wide-range of temperatures(-20-25℃).Therefore,the present work not only gives a new strategy for modulating local environments of single atomic sites,but also propels the development of flexible power sources for diverse electronics.

关键词： Asymmetric coordination Single atomic sites zincophilic sites Dendrite free behavior Zn-ion hybrid capacitor

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