Une nouvelle stratégie pour stabiliser les batteries zinc-ion
Arrêter les dendrites de zinc nuisibles
Selon une recherche publiée récemment dans Advanced Functional Materials, une équipe dirigée par le professeur HU Linhua de l'Institut des sciences physiques de Hefei (HFIPS) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a découvert que l'ajout de maléate disodique (DMA) dans l'électrolyte d'une batterie zinc-ion aqueuse entraînerait une croissance préférentielle de la texture Zn (002), ce qui pourrait inhiber efficacement la croissance des dendrites de Zn et améliorer la réversibilité et la capacité de cyclage des batteries.
Les diagrammes schématiques pour le dépôt de Zn dans différents électrolytes.
LI Zhaoqian
"Cela signifie que le DMA peut empêcher la croissance de dendrites de zinc nuisibles et améliorer la capacité des batteries à être rechargées et utilisées plusieurs fois", a déclaré le Dr LI ZHAO Qian, membre de l'équipe.
Les batteries zinc-ion aqueuses (AZIB) ont aujourd'hui suscité une grande attention en raison de leur sécurité, de leur fiabilité et de leur rentabilité. La croissance importante des dendrites de Zn et les réactions secondaires graves sont devenues le principal obstacle à la commercialisation à grande échelle des batteries AZIB. Le plan cristallin de Zn (002) présente une disposition lisse des atomes de surface, une densité de charge interfaciale homogène et une faible énergie de surface, ce qui favorise le dépôt uniforme de Zn2+ et une meilleure capacité anticorrosion. Par conséquent, l'ajustement des états du cristal de Zn plaqué promet d'obtenir fondamentalement des anodes métalliques hautement stables et réversibles.
Dans cette étude, les chercheurs ont élaboré une stratégie d'électrocristallisation pour induire la croissance de la texture de Zn (002). L'adsorption de DMA induit la croissance de la texture de Zn (002) et inhibe les réactions secondaires nocives.
"Lorsque nous avons testé la batterie, elle a pu fonctionner pendant plus de 3 200 heures, même lorsqu'elle était utilisée à des niveaux de puissance élevés", explique le Dr LI Zhaoqian.
Ils l'ont testée dans des conditions difficiles de 30 mA cm-2 et 30 mAh cm-2. L'anode de Zn présente une durée de vie ultra longue de 120 heures.
Ils ont également testé la batterie avec différents matériaux et ont constaté qu'elle fonctionnait bien avec eux, même après de nombreux cycles. Ils ont assemblé des batteries Zn//Cu avec une efficacité de Coulomb moyenne de 99,81 % après 3 000 cycles. Par ailleurs, la batterie complète Zn//NH4V4O10 offre une stabilité à long terme avec une rétention de capacité de 92,3 % après 10 000 cycles.
Cette recherche a adapté le comportement de migration de Zn2+ à différents plans cristallins en adsorbant une couche de molécules de DMA pour induire la croissance cristalline de Zn (002), ce qui a fourni une stratégie prometteuse pour obtenir la texture dominante de l'anode de zinc au niveau des molécules, et devrait être appliqué à d'autres anodes métalliques.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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