Zn Stripping and Plating Behavior in ZnSO<sub>4</sub>, Zn(ClO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>, and ZnCl<sub>2</sub> as a Function of Current Density and Capacity
Notice bibliographique
Résumé
Zinc-ion batteries (ZIBs), as a promising solution for stationary electricity storage, are receiving significant attention. However, challenges at the zinc electrode, such as dendrite formation, the hydrogen evolution reaction (HER) and by-product formation, severely restrict the cyclability and practical application of ZIBs. Understanding the stripping and plating behavior of zinc in different electrolytes may help reveal the root causes and aid in solving these issues while providing solutions. ZnSO4, ZnCl2 and Zn(ClO4)2 are common aqueous electrolytes for ZIBs and are evaluated in this study. The objective is to explore the stripping and plating mechanisms of Zn in the three electrolytes under various current densities (0.5 to 5 mA cm-2) and areal capacities (0.5 to 5 mAh cm-2). Characterization techniques, such as electrochemical testing, electron microscopy and X-ray diffraction (XRD), along with theoretical simulations, including density functional theory (DFT) and molecular dynamics, are employed to investigate the mechanisms during cycling. Preliminary results indicate that Zn tends to deposit on protruding surface features for all three electrolytes, with the morphology of the plated zinc depending on the test conditions. Differences in by-product morphology, the adhesion of plated zinc to the zinc electrode, the amount of by-product formation and zinc stripping behavior in the electrolytes are assessed. The by-products formed on cycled Zn electrodes in all three electrolytes have a plate-like shape; the by-products are thicker for plating/stripping in ZnCl2 compared with ZnSO4 and Zn(ClO4)2. There is better adhesion of by-products to the metal surface for plating/stripping in Zn(ClO4)2. DFT simulations show that SO4 2- has a higher adsorption energy on the zinc surface compared with ClO4 2- and Cl-, indicating a lower likelihood of water-induced side reactions in ZnSO4. Additionally, a larger proportion of zinc plated during a previous plating cycle is stripped during the subsequent stripping reaction in ZnSO4 and ZnCl2.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».