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锌金属材料在电池产品中有哪些作用

锌金属材料在电池种的液-固界面上形成不规则和非平面的电沉积层,已成为当前金属负极的一个急需解决的挑战。采用外延生长机制,可调节金属负极的成核、生长和可逆性。不仅如此,作者还定义了可逆外延电沉积金属的晶体学、表面织构和电化学标准,并用锌金属材料负极证明了它们的有效性。利用石墨烯较低的晶格失配度,可以有效地驱动锌沉积的取向,所得到的外延Zn负极在中高倍率下,数千个循环内都具有优异的可逆性

电热合金


近年来,很多电池都以活性金属,包括锂、钠、钾、镁、钙、锌和铝作为负极,然而这些金属材料在电化学反应过程中会形成粗糙、不均匀电沉积层,通过多种机制导致活性物质的损耗,甚至导致短路并引发火灾或爆炸。锌金属材料在电池充电期间,一旦锌金属材料成核衬底被覆盖,那沉积的金属层将会同质外延沉积,进而产生均匀的金属涂层;锌金属材料放电时,锌金属材料被剥离,而基板保持完整,因此,可用于随后的充放电循环。因此,实现该概念的关键步骤是识别具有与金属阳极形成低晶格失配的导电基底。

电热合金

锌金属材料负极在2 mol/L的ZnSO4水系电解液中的形貌和可逆性,锌金属材料较低的热力学自由能来自于六边形紧密堆积(hcp)中暴露的(0002)晶面。因此,用于外延电沉积锌金属材料最好的衬底,应该与锌金属材料晶面具有相似的原子排列。


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