Manipulación de Facetas de Cristal y Regulación de Interfaces a través de Electrolitos Sólidos de Polímero Modulados por TMP para Baterías de Metal Zn de Alto Rendimiento

Resumen Las baterías recargables de iones de Zn (ZIBs), candidatos prometedores para el almacenamiento de energía a gran escala, aún enfrentan muchos desafíos como la corrosión por evolución de hidrógeno, el crecimiento de dendritas de Zn y la pérdida de capacidad. Por lo tanto, se propone una estrategia específica para ajustar la estructura interna de los electrolitos sólidos de polímero (SPEs) mediante aditivos orgánicos para abordar estos cuellos de botella urgentes simultáneamente. Con la adición de trifosfato de trimetilo (TMP), el entorno de coordinación de Zn 2+ en los SPEs se altera y existe como moléculas coordinadas de Zn 2+ (TMP) x (OTf − ) y. Mientras tanto, la fuerte interacción entre TMP y Zn permite el crecimiento preferencial de los planos Zn(002) durante la electrodepositación, lo cual se demuestra en base a cálculos de primeros principios, simulaciones de elementos finitos y múltiples caracterizaciones in situ. Una ingeniería interfacial excelente in situ forma la interfaz del electrolito sólido rica en conductor iónico rápido Zn 3 (PO 4 ) 2 y garantiza una vida útil ultra larga de más de 6000 h en una celda simétrica Zn|Zn a 0.1 mA cm −2. Además, la universalidad de los SPEs modificados con TMP muestra un ciclo estable 1000 veces de celdas completas VO 2 (B)|Zn a 1 A g −1 bajo 0 °C con una retención de capacidad del 95.24%, lo que satisface las aplicaciones potenciales de almacenamiento de energía de amplio alcance basadas en ZIBs de estado sólido.