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Iodine Promoted Ultralow zn Nucleation Overpotential and zn-rich cathode for Low-Cost, Fast-Production and High-Energy Density Anode-Free zn-Iodine Batteries

引用

Nano-Micro Letters 2022年第12期14卷 373-386页

作者： Yixiang Zhang Lequan Wang Qingyun Li Bo Hu Junming Kang Yuhuan Meng Zedong Zhao Hongbin Lu State Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers Department of Macromolecular ScienceFudan University2005 Songhu RoadShanghai 200438People’s Republic of China Yiwu Research Institute of Fudan University Chengbei RoadYiwu CityZhejiang 322000People’s Republic of China

The anode-free design is a promising strategy to increase the energy density of aqueous zn metal batteries(AZMBs).However,the scarcity of zn-rich cathodes and the rapid loss of limited zn greatly hinder their commercial *** address these issues,a novel anode-free zniodine battery(AFZIB)was designed via a simple,low-cost and scalable *** plays bifunctional roles in improving the AFZIB overall performance:enabling high-performance zn-rich cathode and modulating zn deposition *** the cathode side,the znI_(2) serves as zn-rich cathode *** graphene/polyvinyl pyrrolidone heterostructure was employed as an efficient host for znI_(2) to enhance electron conductivity and suppress the shuttle effect of iodine *** the anode side,trace I_(3)^(−) additive in the electrolyte creates surface reconstruction on the commercial Cu *** in situ formed zincophilic Cu nanocluster allows ultralow-overpotential and uniform zn deposition and superior reversibility(average coulombic efficiency>99.91% over 7,000 cycles).Based on such a configuration,AFZIB exhibits significantly increased energy density(162 Wh kg^(−1)) and durable cycle stability(63.8% capacity retention after 200 cycles)under practical application *** the low cost and simple preparation methods of the electrode materials,this work paves the way for the practical application of AZMBs.

关键词： zn metal battery zn deposition zn-rich cathode Anode-free Energy density

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