De acordo com um estudo publicado em Advanced Functional Materials , uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Hu Linhua dos Institutos de Ciências Físicas de Hefei da Academia Chinesa de Ciências descobriu que a adição de maleato dissódico (DMA) ao eletrólito de baterias aquosas de íons de zinco levaria ao crescimento do Zn preferido ( 002), que poderia efetivamente inibir o crescimento do dendrito de zinco (Zn) e melhorar a reversibilidade e a ciclabilidade das baterias.



“Isso significa que o DMA pode impedir o crescimento de dendritos de zinco prejudiciais e melhorar a capacidade das baterias de serem recarregadas e usadas várias vezes”, disse o Dr. Li Zhao Qian, membro da equipe.

Hoje, as baterias aquosas de íons de zinco (AZIBs) atraíram ampla atenção por sua segurança, confiabilidade e economia. O forte crescimento de dendritos de Zn e reações colaterais graves tornaram-se os principais obstáculos à comercialização generalizada de AZIBs.

O plano cristalino de Zn (002) possui arranjo atômico de superfície lisa, densidade de carga interfacial uniforme e baixa energia superficial, o que favorece o Zn uniforme ²⁺ deposição e melhor desempenho anticorrosivo. Portanto, ajustar os estados do cristal de Zn revestido é uma grande promessa para obter ânodos metálicos altamente estáveis ​​e reversíveis.

Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram uma estratégia de eletrocristalização para induzir o crescimento da textura do Zn (002). A adsorção de DMA induz o crescimento da textura do Zn (002) e inibe reações colaterais prejudiciais.

“Quando testamos a bateria, ela conseguiu funcionar por mais de 3.200 horas, mesmo quando usada em altos níveis de potência”, disse o Dr. LI Zhaoqian.

Eles testaram sob condições adversas de 30 mA cm ^-2 e 30mAh cm ^-2 , e o ânodo de Zn exibe um ciclo de vida ultralongo de 120 horas.

Eles também testaram a bateria com diferentes materiais e descobriram que funcionava bem com eles, mesmo depois de muitos ciclos. Eles montaram baterias de Zn//Cu com uma eficiência média de Coulomb de 99,81% após 3.000 ciclos. Enquanto isso, o Zn//NH₄ V₄ O₁₀ a bateria completa oferece estabilidade de longo prazo com retenção de capacidade de 92,3% após 10.000 ciclos.

Este estudo adapta o comportamento de migração de Zn ²⁺ em diferentes planos cristalinos pela camada molecular de DMA adsorvida para induzir o crescimento do cristal Zn (002), o que fornece uma estratégia promissora para alcançar a textura dominante do ânodo de zinco no nível molecular, e deve ser aplicado a outros ânodos metálicos.

Mais informações: Tingting Wei et al, Building Near‐Unity Stacked (002) Texture for High‐Stable Zinc Anode, Advanced Functional Materials (2023). DOI:10.1002/adfm.202312506
Informações do diário: Materiais Funcionais Avançados

Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências