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Acetonitrile‐Based Electrolytes for Rechargeable Zinc Batteries
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2020-07-10 , DOI: 10.1002/ente.202000358 Ahmed S. Etman 1, 2 , Marco Carboni 3 , Junliang Sun 1, 4 , Reza Younesi 3
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2020-07-10 , DOI: 10.1002/ente.202000358 Ahmed S. Etman 1, 2 , Marco Carboni 3 , Junliang Sun 1, 4 , Reza Younesi 3
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Herein, Zn plating–stripping onto metallic Zn using a couple of acetonitrile (AN)‐based electrolytes (0.5 m Zn(TFSI)2/AN and 0.5 m Zn(CF3SO3)2/AN) is studied. Both electrolytes show a reversible Zn plating/stripping over 1000 cycles at different applied current densities varying from 1.25 to 10 mA cm−2. The overpotentials of Zn plating–stripping over 500 cycles at constant current of 1.25 and 10 mA cm−2 are ±0.05 and ±0.2 V, respectively. X‐ray photoelectron spectroscopy analysis reveals that no decomposition product is formed on the Zn surface. The anodic stability of four different current collectors of aluminum foil (Al), carbon‐coated aluminum foil (C/Al), TiN‐coated titanium foil (TiN/Ti), and multiwalled carbon nanotube paper (MWCNT‐paper) is tested in both electrolytes. As a general trend, the current collectors have a higher anodic stability in Zn(TFSI)2/AN compared with Zn(CF3SO3)2/AN. The Al foil displays the highest anodic stability of ≈2.25 V versus Zn2+/Zn in Zn(TFSI)2/AN electrolyte. The TiN/Ti shows a comparable anodic stability with that of Al foil, but its anodic current density is higher than Al. The promising reversibility of the Zn plating/stripping combined with the anodic stability of Al and TiN/Ti current collectors paves the way for establishing highly reversible Zn‐ion batteries.
中文翻译：
用于可充电锌电池的基于乙腈的电解质
在此，研究了使用一对基于乙腈（AN）的电解质（0.5 m Zn（TFSI）2 / AN和0.5 m Zn（CF 3 SO 3）2 / AN）在金属锌上镀锌的方法 。两种电解质在不同的施加电流密度（从1.25到10 mA cm -2）变化下，在1000次循环中均显示出可逆的Zn电镀/剥离。在1.25和10 mA cm -2的恒定电流下，经过500个循环的Zn镀层的超电位-剥离分别为±0.05 V和±0.2V。X射线光电子能谱分析表明，在Zn表面没有形成分解产物。在铝箔（Al），碳涂层铝箔（C / Al），TiN涂层钛箔（TiN / Ti）和多壁碳纳米管纸（MWCNT-paper）中测试了四种不同集电器的阳极稳定性两种电解质。作为一般趋势，与Zn（CF 3 SO 3）2 / AN相比，集电器在Zn（TFSI）2 / AN中具有更高的阳极稳定性。与Zn（TFSI）2中的Zn 2+ / Zn相比，Al箔显示出最高的阳极稳定性〜2.25 V/ AN电解质。TiN / Ti具有与Al箔相当的阳极稳定性，但其阳极电流密度高于Al。锌电镀/剥离的可逆性与Al和TiN / Ti集电器的阳极稳定性相结合，为建立高度可逆的Zn离子电池铺平了道路。
更新日期：2020-09-05
中文翻译：
用于可充电锌电池的基于乙腈的电解质
在此，研究了使用一对基于乙腈（AN）的电解质（0.5 m Zn（TFSI）2 / AN和0.5 m Zn（CF 3 SO 3）2 / AN）在金属锌上镀锌的方法 。两种电解质在不同的施加电流密度（从1.25到10 mA cm -2）变化下，在1000次循环中均显示出可逆的Zn电镀/剥离。在1.25和10 mA cm -2的恒定电流下，经过500个循环的Zn镀层的超电位-剥离分别为±0.05 V和±0.2V。X射线光电子能谱分析表明，在Zn表面没有形成分解产物。在铝箔（Al），碳涂层铝箔（C / Al），TiN涂层钛箔（TiN / Ti）和多壁碳纳米管纸（MWCNT-paper）中测试了四种不同集电器的阳极稳定性两种电解质。作为一般趋势，与Zn（CF 3 SO 3）2 / AN相比，集电器在Zn（TFSI）2 / AN中具有更高的阳极稳定性。与Zn（TFSI）2中的Zn 2+ / Zn相比，Al箔显示出最高的阳极稳定性〜2.25 V/ AN电解质。TiN / Ti具有与Al箔相当的阳极稳定性，但其阳极电流密度高于Al。锌电镀/剥离的可逆性与Al和TiN / Ti集电器的阳极稳定性相结合，为建立高度可逆的Zn离子电池铺平了道路。
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