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An Anode-Free Zn–MnO2 Battery
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2021-01-20 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04519 Yunpei Zhu 1 , Yi Cui 2, 3 , Husam N. Alshareef 1
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2021-01-20 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04519 Yunpei Zhu 1 , Yi Cui 2, 3 , Husam N. Alshareef 1
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Aqueous Zn-based batteries are attractive because of the low cost and high theoretical capacity of the Zn metal anode. However, the Zn-based batteries developed so far utilize an excess amount of Zn (i.e., thick Zn metal anode), which decreases the energy density of the whole battery. Herein, we demonstrate an anode-free design (i.e., zero-excess Zn), which is enabled by employing a nanocarbon nucleation layer. Electrochemical studies show that this design allows for uniform Zn electrodeposition with high efficiency and stability over a range of current densities and plating capacities. Using this anode-free configuration, we showcase a Zn–MnO2 battery prototype, showing 68.2% capacity retention after 80 cycles. Our anode-free design opens a new direction for implementing aqueous Zn-based batteries in energy storage systems.
中文翻译：
无阳极Zn-MnO 2电池
Zn基水电池由于Zn金属阳极的低成本和高理论容量而具有吸引力。然而，迄今为止开发的基于锌的电池利用过量的锌（即，厚的锌金属阳极），这降低了整个电池的能量密度。本文中，我们演示了无阳极设计（即零多余的Zn），该设计可通过采用纳米碳成核层实现。电化学研究表明，这种设计可以在电流密度和电镀容量范围内高效，稳定地进行均匀的Zn电沉积。使用这种无阳极配置，我们展示了Zn–MnO 2电池原型，在80次循环后显示出68.2％的容量保持率。我们的无阳极设计为在储能系统中使用水性锌基电池开辟了新的方向。
更新日期：2021-02-10
中文翻译：
无阳极Zn-MnO 2电池
Zn基水电池由于Zn金属阳极的低成本和高理论容量而具有吸引力。然而，迄今为止开发的基于锌的电池利用过量的锌（即，厚的锌金属阳极），这降低了整个电池的能量密度。本文中，我们演示了无阳极设计（即零多余的Zn），该设计可通过采用纳米碳成核层实现。电化学研究表明，这种设计可以在电流密度和电镀容量范围内高效，稳定地进行均匀的Zn电沉积。使用这种无阳极配置，我们展示了Zn–MnO 2电池原型，在80次循环后显示出68.2％的容量保持率。我们的无阳极设计为在储能系统中使用水性锌基电池开辟了新的方向。
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