編號：NMJS08981
篇名：不同電流密度下鋅枝晶生長規(guī)律原位成像研究
作者：李曉 高成琛
關(guān)鍵詞： 水系鋅離子電池 鋅枝晶 電流密度 原子力顯微成像 多尺度原位表征
機(jī)構(gòu)： 海軍潛艇學(xué)院 青島市李滄區(qū)城市建設(shè)管理局
摘要： 當(dāng)前以水系鋅離子電池(AZIBs)為代表的低成本、高安全性大規(guī)模電化學(xué)儲能技術(shù)是水系電池研究的重點(diǎn),其中鋅負(fù)極不均勻沉積引起的枝晶問題是這種新型電池走向產(chǎn)品化的主要瓶頸。本文采用機(jī)械拋光與振動拋光相結(jié)合的樣品表面處理方法獲得了表面平滑的鋅片用作AZIBs負(fù)極;自主設(shè)計(jì)了分別與光學(xué)顯微鏡和原子力顯微鏡相結(jié)合的鋅枝晶生長原位觀測液體池,將對電極放置在鋅工作電極的正上方,最大程度還原了鋅負(fù)極的真實(shí)工作環(huán)境,在此基礎(chǔ)上對鋅枝晶的生長過程進(jìn)行原位表征,輔助以SEM物相測試,系統(tǒng)總結(jié)了不同電流密度下鋅枝晶的生長規(guī)律。低電流密度下鋅枝晶形態(tài)大部分傾向于均勻沉積,沉積表面較為平緩,但部分區(qū)域會生長稀疏且體積較大形態(tài)的鋅枝晶,枝晶表面成海綿狀;高電流密度下鋅枝晶生長為致密尖銳的六方板狀結(jié)構(gòu),本實(shí)驗(yàn)中所探究的鋅沉積規(guī)律對于構(gòu)建高性能水系鋅離子電池具有重要指導(dǎo)意義。
