EES：Shear-flow-induced alignment of graphene enable the closest packing crystallography of (002) textured zinc metal anode with high-reversibility

      EES：阿德莱德大学郭再萍、新疆大学黄玉代团队通过理论计算表明，金属锌的 (002) 晶面不仅有利于锌沉积/剥离的可逆性和枝晶的抑制，还能抑制 HER 和碱性腐蚀。此外，还利用剪切流诱导连续制备了米级石墨烯改性铜集流体（Cu@G）。Cu@G 集流体可选择性地锁定锌沉积物的晶格取向，实现了（002）织构锌金属阳极的最紧密堆积结晶。扫描电子显微镜（SEM）电子背散射衍射（EBSD）和 X 射线衍射（XRD）结果表明，在 Cu@G 集流体表面沉积的锌具有超高和均匀的（002）取向。电化学测试结果表明，这种 Cu@G 集流体具有出色的沉积/剥离可逆性和优异的累积沉积容量（40 mA cm^-2 条件下大于 6900 次循环，2 mA h cm^-2，ACE 高达 99.977%，CPC 高达 13,860 mA h cm^-2）。Zn²⁺ 混合超级电容器（ZHS）和锌离子电池（ZIB）也表现出卓越的性能（ZHS 可循环使用超过 48,000 次，容量保持率为 94.6%，ACE 接近 100%；Zn//PANI 全电池在 N/P=2.35 条件下循环 130 次后容量保持率为 80.43%，CE 为 100%）。研究人员还展示了使用改良的 Cu@G 集流体的无阳极设计（即零过量锌），这种由 Cu@G 和碳布组装的锌锰（MnO₂）电池在 5 mA h cm^-2 的高面积容量下可稳定循环近 100 次，容量保持率接近 100%。这项工作为储能系统中的锌基电池提供了高锌利用率阳极或无锌金属阳极设计的可能性。该成果以《Shear-flow-induced alignment of graphene enable the closest packing crystallography of (002) textured zinc metal anode with high-reversibility》为题发表在《Energy & Environmental Science》。第一作者是Xi Murong、Liu Zhenjie。（本研究采用Olegeeino GF/A2916 fiber glass separator）

Cell assembly: The Zn foils (thickness = 100µm) was used without further treatment. All electrodes were cut into Φ12 mm discs. Glass fiber separator (GF/A, from Olegeeino, cut into Φ16 mm) was used as the separator and 2M ZnSO4 was used as the electrolyte. For Zn//Cu and Zn//Cu@G cells, pristine Zn and Cu or Cu@G was assembled into the 2032 coin-type cells with 80 μL electrolyte.

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https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d3ee04360f