《Nano Energy》单宁酸诱导的稳定锌离子电池防腐膜

科技 08-24 来源：高分子能源

强调

单宁酸（TA）在锌阳极上原位构建ZnTA防腐膜
ZnTA膜抑制枝晶形成和寄生H2释放。
ZnTA 改性的 Zn 阳极可提供超高电流密度和超稳定性。
ZnTA薄膜抑制多碘化物腐蚀，赋予Zn-I 2全电池20000次循环的超长寿命。

水系锌离子电池（AZIBs）被认为是一种很有前途的下一代储能系统。然而，锌负极可逆性差，枝晶生长严重，寄生反应严重，电池性能下降。受金属保护防腐策略的启发，将锌板浸泡在单宁酸 (TA) 溶液中的极其简单且经济高效的方法应用于设计锌阳极上的 ZnTA 防腐膜。锌与 TA 分子中的酚羟基之间的强化学相互作用赋予 ZnTA 优异的成膜能力，以确保在锌阳极上均匀的表面和理想的覆盖率。ZnTA@Zn 阳极可显着抑制镀锌过程中的寄生氢析出，原位证明了这一点电化学气相色谱（EC-GC）。具有ZnTA@Zn阳极的对称电池在30 mA cm-2的超高电流密度下表现出超过4500次循环的长期稳定性，验证了ZnTA@Zn阳极优异的可逆性。此外，ZnTA 防腐膜还表现出显着的抑制穿梭聚碘化物引起的 Zn 腐蚀的能力。因此，使用 ZnTA@Zn 负极可实现具有优异倍率性能和超长寿命（6 A g -1下 20,000 次循环）的高度可逆 Zn-I 2电池。这一发现强调了防腐膜对电解质/多碘化物腐蚀的保护机制，这有助于形成高度可逆的锌阳极。

图文简介

(a) 单宁酸 (TA) 可以与 Zn 金属反应，生成 H 2和 Zn-单宁 (ZnTA) 复合物。(b) ZnTA薄膜的功能：抑制Zn枝晶的形成、H 2的析出和副产物的产生。

(a) 原始锌、抛光锌和 ZnTA@Zn 的照片。(b) 抛光后的 Zn 和 (c, d) ZnTA@Zn 的 SEM 图像。(e) TA粉末和ZnTA@Zn的FTIR光谱。ZnTA@Zn 阳极的 (f) AES 和 (g) XPS 深度剖面。(h) ZnTA@Zn 的 EDS 元素分析。(i, j) ZnTA@Zn 的横截面 SEM 图像。(k) ZnTA@Zn 的三维 AFM 图像。