海南大学《J Energy Storage 》：石墨烯作为长寿命锌离子混合超级电容器的锌沉积调节层

成果简介

锌离子混合超级电容器（ZIHS）由于其低成本和优异的长循环稳定性而成为很有前途的水性储能装置。然而，由于锌不均匀沉积/剥离导致锌（Zn）枝晶生长导致稳定性差，这限制了ZIHS的应用。本文，海南大学Xinren Zhang 等研究人员在《Journal of Energy Storage》期刊发表名为“Graphene as regulating zinc deposition layer for long-life zinc ion hybrid supercapacitors”的论文，研究提出将石墨烯被构建为锌箔的表面层，以抑制突起的形成并提高 ZIHS 的循环寿命。

此外，ZIHS 中石墨烯@Zn阳极在1Ag -1 下的循环寿命至少达到 10,000 次循环，比锌箔阳极高200倍。石墨烯@Zn 电极的超长寿命归因于石墨烯上丰富的 Zn2+活性位点成核和随后的均匀沉积。重要的是，石墨烯层不仅通过引导均匀的 Zn 沉积来抑制枝晶，而且还通过阻挡电解质来减少副反应。总之，所提出的提高锌阳极可逆性和循环稳定性的方法对于大规模ZIHS的开发是有希望的。

图文导读

图1。AC//ZnSO 4 (aq)//graphene@Zn ZIHS 的示意图。

图2。石墨烯@Zn 和Zn对称电池的电化学图示

图3。Zn 箔和石墨烯@Zn ZIHS在 2 M ZnSO 4 中的电容性能

图4。Zn和石墨烯@Zn电极的XRD图谱

图5。(a, b) Zn 箔电极和 (c) 隔膜、(d, e) 石墨烯@Zn 电极和 (f) 隔膜的 SEM 和数字图像。

图6。锌箔和石墨烯@Zn 电极比较的示意图。

小结

在这项工作中，石墨烯是锌箔表面的保护层，起到抑制锌枝晶生长和提高循环稳定性的作用。综上所述，锌箔上的石墨烯层可有效控制锌电沉积行为并抑制枝晶生长，从而为 ZIHS 提供超长寿命服务。

文献：https://doi.org/10.1016/j.est.2021.103037