Regulação da Distribuição Iônica e Energia de Ativação de Dessolvatação Habilitada pelo Camada Protetora de Fosfato de Zinco In Situ em direção a Ânodos de Metal de Zinco Altamente Reversíveis

Resumo Apesar dos méritos da alta capacidade específica, baixo custo e alta segurança, a aplicação prática de baterias de metal de Zn aquoso (AZMBs) é afetada pelo crescimento dendrítico e pela reação de corrosão dos ânodos de Zn. Para resolver esses problemas, uma camada protetora de Zn 3 (PO 4 ) 2 ·4H 2 O é construída in situ em uma folha de Zn (Zn@ZnPO) por um método hidrotermal simples, evitando o processo tradicional de fundição de pasta. A camada isolante e conformável de ZnPO melhora a molhabilidade de Zn@ZnPO e do eletrólito aquoso, diminuindo o ângulo de contato para 11,7°. Comparado com o Zn exposto, o Zn@ZnPO possui uma energia de ativação de dessolvatação mais baixa de 35,25 kJ mol ‐1, indicando que o ZnPO acelera a dessolvatação dos íons hidratados de Zn 2+ e, assim, melhora sua dinâmica de transporte. A micro-morfologia e caracterização estrutural mostram que não há dendritos formando nos ânodos de Zn@ZnPO após a ciclagem, e a camada interfacial de ZnPO permanece quase idêntica antes e depois dos ciclos. Pode-se explicar que a camada de ZnPO, electroquimicamente estável, atua como um modulador iônico para permitir a distribuição homogênea dos íons de Zn 2+, inibindo o crescimento de dendritos de Zn. Beneficiando-se dessas vantagens, as células simétricas e completas baseadas em Zn@ZnPO apresentam um comportamento de deposição/remoção de Zn altamente reversível e longas vidas úteis de ciclagem.