Summary
Целью представленных протоколов является создание перезаряжаемых цинк-губчатых электродов, которые подавляют дендриты и изменение формы цинковых батарей, таких как никель-цинк или цинк-воздух.
Abstract
Мы сообщаем о двух методах создания цинково-губчатых электродов, которые подавляют образование дендритов и изменение формы перезаряжаемых цинковых батарей. Оба способа характеризуются созданием пасты из частиц цинка, органического порогена и агента, повышающего вязкость, который нагревается под инертным газом, а затем воздухом. При нагревании под инертным газом частицы цинка отжигаются вместе, и пороген разлагается; под воздухом цинковые предохранители и остаточные органические вещества выгорают, получая металлическую пену или губку с открытыми ячейками. Мы настраиваем механические и электрохимические свойства цинковых губок путем изменения массового соотношения цинка к порогену, времени нагрева в инертном газе и воздухе, а также размера и формы частиц цинка и порогена. Преимуществом представленных методов является их способность тонко настраивать цинк-губчатую архитектуру. Выбранный размер и форма частиц цинка и порогена влияют на морфологию структуры пор. Ограничение заключается в том, что образующихся губок имеют неупорядоженные поровые структуры, что приводит к низкой механической прочности при низких объемных фракциях цинка (<30%). Применение этих цинк-губчатых электродов включает батареи для хранения в сети, персональную электронику, электромобили и электрическую авиацию. Пользователи могут ожидать, что цинк-губчатые электроды будут циклически циклировать до 40% глубины разряда с технологически значимыми скоростями и мощностями без образования сепараторно-прокалывающих дендритов.
Introduction
Целью представленных методов изготовления является создание цинковых (Zn) губчатых электродов, которые подавляют образование дендритов и изменение формы. Исторически сложилось так, что эти проблемы ограничивали срок службы Zn батарей. Цинк-губчатые электроды решили эти проблемы, позволив Zn батареям с более длительным циклом жизни1,2,3,4,5,6. Структура губки подавляет образование дендритов и изменение формы, поскольку (1) плавленый каркас Zn электрически проволокирует весь объем губки; (2) поры удерживают цинкат вблизи поверхности Zn-губки; и (3) губка имеет высокую площадь поверхности, которая уменьшает локальную плотность тока ниже значений, определенных для прорастки дендритов в щелочных электролитах7. Однако, если площадь поверхности губки слишком высока, происходит существенная коррозия5. Если поры губки слишком большие, губка будет иметь небольшую объемную емкость5. Кроме того, если поры губки слишком малы, электрод Zn будет иметь недостаточный электролит для доступа к Zn во время разряда, что приведет к низкой мощности и емкости5,6.
Обоснованием представленных методов изготовления является создание губок Zn с соответствующими поростями губок и диаметрами пор. Экспериментально мы находим, что губки Zn с пористостью от 50 до 70% и диаметром пор около 10 мкм хорошо веллируются в полноэлементных батареях и показывают низкую скорость коррозии5. Мы отмечаем, что существующие методы производства коммерческих металлических пен не достигают аналогичной морфологии по этим шкаламдлины 8,поэтому необходимы представленные методы изготовления.
Преимущества методов, о которых здесь сообщается, перед альтернативами характеризуются тонким контролем особенностей губки и способностью изготавливать большие, плотные губки Zn с технологически значимыми значениями мощности5,6,9,10. Альтернативные методы создания пен Zn могут быть не в состоянии создать сопоставимые поры 10 мкм с пористостью губки около 50%. Однако такие альтернативы могут потребовать меньше энергии для изготовления, поскольку они избегают высокотемпературных этапов обработки. Альтернативные процессы включают следующие стратегии: холодное спекание частиц Zn11,осаждение Zn на трехмерных структурах-хозяевах12,13,14,15,16,17,разрезание фольги Zn на двумерные пены18и создание пен Zn путем спинодального разложения19 или перколяционного растворения20.
Контекст представленных методов в более широком корпусе опубликованной литературы в первую очередь устанавливается работой Drillet et al.21. Они адаптировали методы изготовления пористой керамики для создания одной из самых ранних трехмерных, хотя и хрупких, пен Zn для батарей. Эти авторы, однако, не смогли продемонстрировать перезаряжаемость, вероятно, из-за плохой связи между частицами Zn. До перезаряжаемых Zn-губчатых электродов лучшей альтернативой электроду из фольги Zn был Zn-порошковый электрод, в котором порошок Zn смешивается с гелевым электролитом. Цинк-порошковые электроды коммерчески используются в первичных щелочных батареях (Zn-MnO2),но имеют плохую перезаряжаемость, потому что частицы Zn становятся пассивированными оксидом Zn (ZnO), который может увеличить локальную плотность тока, что стимулирует рост дендрита3,22. Отметим, что существуют и другие стратегии подавления дендритов, которые не включают пенопластовые или губчатые архитектуры23,24.
Для указанных методов изготовления Zn-губок требуется трубчатая печь, источники воздуха и газообразного азота(N2)и вытяжной вытяжной труб. Все этапы могут быть выполнены на лабораторном столе без контроля окружающей среды, но выхлопные газы из трубчатой печи во время термической обработки должны быть подана по трубам в вытяжной вытяжке. Полученные электроды подходят для тех, кто заинтересован в создании перезаряжаемых электродов Zn, способных к высокой мощности (> 10 мАчсм geo–2)6.
Первым зарегистрированным методом изготовления является эмульсионный путь для создания Zn-губчатых электродов. Второй, это водный маршрут. Преимуществом эмульсионного пути является его способность создавать пасту Zn, которая при сушке легко выбрасывается из полости формы. Недостатком является его зависимость от дорогих материалов. Для водного маршрута губчатые преформы могут быть сложными для деформирования, но в этом процессе используются недорогие и обильные материалы.
Оба метода включают смешивание частиц Zn с порогеном и агентом, повышающим вязкость. Полученную смесь нагревают подN2 и затем вдыхают воздух (не синтетический воздух). При нагревании подN2частицы Zn отжигаются, а пороген разлагается; под воздухом для дыхания отожженные частицы Zn сливаются, и пороген выгорает. Эти процессы дают металлические пены или губки. Механические и электрохимические свойства губок Zn могут быть настроены с помощью изменяющегося отношения массы Zn к порогену, времени нагрева приN2 и воздухе, а также размера и формы частиц Zn и порогена.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Эмульсионный метод создания Zn-губчатых электродов
- Добавьте 2,054 мл деионизированной воды в стеклянный стакан емкостью 100 мл.
- Добавьте в букер 4,565 мл декана.
- Вмешать в 0,1000 ± 0,0003 г додецилсульфата натрия (SDS) до растворения.
- Размешайте 0,0050 ± 0,0003 г натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы вязкости (КМЦ) в течение 5 мин или до полного растворения КМЦ.
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте пластмассовые или пластмассовые перемешивающие инструменты. Перемешивание инструментами с металлической поверхностью может негативно сказаться на образующихся Zn губок. - Размешать 0,844 ± 0,002 г нерастворимой в воде предварительно набухшей карбоксиметилцеллюлозной смолы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот тип нерастворимой в воде смолы стоит дорого (420 кг-1доллар США)6. - Перемешайте эту смесь со скоростью 1000 об/мин в течение 5 минут с помощью верхней лопастной мешалки, оснащенной пластиковой лопастной лопастью.
- Вылейте 50 г порошка Zn (средний размер частиц 50 мкм, содержащий 307 ppm висмута и 307 ppm индия для подавления коррозии) в закваслив, в то время как верхняя мешалка продолжает вращаться со скоростью 1000 об/мин.
- Продолжайте перемешивать пасту Zn в течение дополнительных 5 минут с той же скоростью, 1000 об/мин.
- Остановите мешалку, извлеките замок и газите смесь, поместив закваск и его содержимое под вакуум на 5 минут в адсорбаторе комнатной температуры.
- Разлейте пасту Zn в полипропиленовые формы (~10 мм в диаметре и ~5 мм в высоту) и дайте им высохнуть на открытом воздухе в течение ночи. Форма формы диктует форму высушенной пасты и полученных губок Zn.
ПРИМЕЧАНИЕ: Размер и форма пресс-формы могут варьироваться. Прошлые эксперименты5 успешно используют цилиндрические формы диаметром около 10 мм. Наполните пасту Zn высотой до 5 мм или менее. Чем короче высота, тем короче необходимое время высыхания. Смотрите Таблицу материалов для коммерчески доступных пресс-форм. - Осторожно извлеките из форм высушенные заготовки пасты Zn и поместите их в сетчатый корпус, который опирается на выемчатый глиноземный держатель5,6.
ПРИМЕЧАНИЕ: Изготовьте сетчатый корпус, например, путем сгибания листа перфорированной латуни в цилиндр диаметром, который немного больше желаемого диаметра электрода Zn-губки. Распылите перфорированный металлический лист борно-нитридной смазкой после изгиба в нужную форму. - Поместите узел в трубчатую печь (диаметром 67 мм) с отверстиями для поступления газа в трубу и из нее.
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте один порт (входной порт) для вливки газа в печь. Используйте другой (выходное отверстие) для вывода газа из трубчатой печи в вытяжной капюшон. - ТрубаN2 газа в печь на 30 мин со скоростью 5,7 см∙мин–1 для продувки печи воздухом.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этап 1.13 может быть достигнут путем подключения резервуара с газомN2 с расходомером с цифровым управлением к трубке, подключенной к одному из входных портов. Расходомеры газа могут управляться вручную или с помощью компьютера. - Дроссельная заслонка газа N2 до постоянной скорости 2,8 см∙мин–1 после 30-минутной продувки.
- Запрограммировать печь на линейное повышение температуры от 20 до 369 °C в течение 68 мин, удерживать при 369 °C в течение 5 ч, линейно подниматься от 369 до 584 °C в течение 105 мин, а затем выключить.
- Запустите программу печи, пока газ N2 продолжает течь.
- Вручную остановите поток N2-газапосле 5-ч температурного удержания и трубы в воздухе для дыхания при 2,8 см∙мин–1.
ПРИМЕЧАНИЕ: Шаг 1.17 может быть достигнут путем подключения резервуара воздуха для дыхания (не синтетического воздуха) с расходомером с цифровым управлением к трубке, подключенной к дополнительному входному порту. - Как только программа нагрева прекратится, дайте печи остыть до комнатной температуры без активного охлаждения, но сохраните приток воздуха для дыхания.
- Снимите охлажденные губки Zn и распилите их и/или отшлифуйте до нужных размеров.
ПРИМЕЧАНИЕ: Можно использовать различные инструменты для распиловки, такие как ручные ротационные пилы или вертикальные ленточные пилы. Уместны абразивные или алмазные лезвия.
2. Водный метод создания Zn-губчатых электродов
- Добавьте 10,5 мл деионизированной воды в стеклянный стакан емкостью 100 мл.
- Размешайте 0,120 ± 0,001 г водорастворимой высоковязкой целлюлозной камеди, также известной как натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (CMC).
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте пластмассовые или пластмассовые перемешивающие инструменты. Перемешивание инструментами с металлической поверхностью может негативно сказаться на образующихся Zn губок. - Вихрь и перемешайте эту смесь вручную в течение 5 минут или до тех пор, пока КМЦ не растворится.
- Размешайте в 2.400 ± 0.001 г кукурузного крахмала, вихря еще 2 мин.
- Перемешайте в 120,00 ± 0,01 г порошка Zn (средний размер частиц 50 мкм, содержащий 307 ppm висмута и 307 ppm индия для подавления коррозии) при вихре в течение дополнительных 2 мин.
- Вдавите полученную пасту Zn в нужные полости формы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Размер и форма пресс-формы могут варьироваться. Прошлые эксперименты6 успешно используют цилиндрические формы диаметром около 10 мм. Наполните пасту Zn высотой до 50 мм или менее. Кувужная паста Zn суше, чем эмульсионная паста Zn, поэтому водный вариант можно использовать для изготовления более крупных губок, требующих меньшего времени сушки. Чем короче высота, тем короче необходимое время высыхания. Форма должна быть в состоянии разделиться пополам, так как водный Zn-паста минимально сжимается после сушки, в отличие от эмульсионной пасты Zn. Несальное масло можно использовать для смазки форм перед прессованием в водной пасте Zn, чтобы помочь в деформировании. На рисунке 1A показаны пресс-формы, обработанные на заказ, упакованные пастой Zn в соответствии с протоколом на водной основе. На рисунке 1B показан сетчатый корпус ручной работы, держатель из глинозема с насечкой и полученная в результате губка Zn, изготовленная с использованием водного метода. - Оставьте заполненные Zn-пастой формы сушиться на ночь при 70 °C на открытом воздухе в печи.
- Выполните те же этапы обработки и термической обработки (1.11–1.19), описанные для метода на основе эмульсии.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
В результате полностью термически обработанные губки Zn на основе эмульсии имеют плотность 2,8г∙см-3, в то время как губки на водной основе приближаются к 3,3 г∙см-3. При нагревании под воздухом на поверхностях Zn образуется слой ZnO, который должен иметь толщину 0,5–1,0 мкм (наблюдается с помощью сканирующей электронной микроскопии)5. Твердое вещество в полученных губках должно составлять 72% Zn (эмульсионная версия) или 78% Zn (водный вариант), а остальная часть должна быть ZnO (измерена дифракцией рентгеновских лучей)6. Обе губки должны иметь пористость около 50%, распределение диаметра пор, центрированное на 10 мкм, и удельные площади поверхности 4,0м 2∙г-1 (измеренные с помощью ртутно-интрузионной поросиметрии) 6. Прочность на растяжение обеих губок должна составлять 1,1–1,2 МПа (измеряется с диаметральным сжатием)5,6. Отметим, что губки должны быть жесткими и хрупкими. Поперечные сечения губок Zn должны выглядеть аналогично тем, которые показаны на рисунке 2A,B. Если все свойства изготовленных губок попадают в предусмотренные диапазоны, результат положительный; если нет, то результат отрицательный.
Обладая заявленными свойствами, губки Zn хорошо кувутся в правильно построенных батареях. Их производительность также зависит от контрэлектрода, электролита, сепаратора и конструкции ячейки; построение надежных полных ячеек выходит за рамки данной статьи. Для проверки электрохимической валидности губок Zn рекомендуется заготавливать коммерческие встречные электроды из никель-металлгидридных батарей5,6. Форма Zn-губки должна иметь диаметр 10 мм и толщину 0,5 мм. Цикл этой губки при 20 мА∙смгео-2 (геометрическая область) для разряда и 10 мА∙смгео-2 для заряда в никель-цинковой ячейке, как описано в литературе5. Предполагая соответствующую конструкцию, электрод Zn-губки должен демонстрировать циклическую стабильность при гравиметрической емкости 328 мА∙ч∙ггубки-1 (на грамм ZnO@Zn-губчатого электрода), как показано на рисунке 2C,который соответствует 43% глубине разряда (коэффициент гравиметрической разрядной емкости по отношению к каждому атому Zn в электроде, деленный на теоретическую гравиметрическую емкость Zn). После обширного циклирования дендритов при сканирующей электронной микроскопии не наблюдается(рисунок 3). Рентгеновская дифракция может быть использована для отслеживания состояния заряда Zn-губчатого электрода путем мониторинга отражений Zn иZnO 1. Отметим, что поверхность губки Zn подвергается перестройке во время езды на велосипеде. Чем глубже уровень разряда и чем больше срок службы цикла, тем больше сумма реструктуризации5. Эти факторы способствуют различию в морфологии поверхности, показанной на рисунке 3A,B. Если эта перезаряжаемая емкость достигнута, результат положительный; если нет, результат отрицательный и может быть вызван либо губкой Zn, плохой конструкцией клеток или выходом из строя других компонентов клетки.
Рисунок 1: Цинковые губки до и после термической обработки с использованием водного метода. (A) Фотография пресс-форм, изготовленных на заказ из Delrin или полиоксиметилена (POM), которые упакованы пастой Zn перед нагреванием. (B)Фотография сетчатого корпуса ручной работы, держателя глинозема с насечкой и образовавшуюся губку Zn после термической обработки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Цинк-губчатая морфология и электрохимические характеристики. Сканирование электронных микроснимков поперечного сечения(А)эмульсионной губки Zn и(В)губки Zn на водной основе. (C)Напряжение по отношению ко времени губки на основе эмульсии, цикличной в никель-цинковой ячейке, разряженной при 20 мА∙смгео-2 и заряженной при 10 мА∙смгео-2 с гравиметрической емкостью 328 мА∙ч∙ггубки-1. Данные адаптированы из Hopkins et al.5,6. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3: Цинк-губчатые электроды подавляют образование дендритов. Губка Zn на основе эмульсии(A)до и(B)после электрохимического цикла. Данные адаптированы из Hopkins et al.5. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Модификации и устранение неполадок, связанные с этими протоколами, включают заполнение свежеперемешанную пасту Zn в полость формы. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать воздушных карманов. Нежелательные пустоты можно уменьшить, постукивая по плесени после заполнения или во время заполнения. Поскольку каковая паста Zn сухая, давление может быть применено непосредственно к пасте Zn, чтобы вытолкнуть воздушные карманы при заполнении полости формы.
Ограничение методов заключается в том, что структура пор Zn-губки неупорядочается, но размеры частиц Zn и порогена могут быть использованы для изменения морфологии пор. Более упорядоченная и потенциально более прочная и легкая губка Zn может быть изготовлена с использованием аддитивного производства. Механические и электрохимические свойства результирующих губок Zn, однако, могут быть настроены с помощью изменяющегося отношения массы Zn к порогену, а также размера и формы частиц Zn и порогена5,6. Другим потенциальным ограничением является то, что высушенная Zn-паста может быть хрупкой, поэтому перенос ее в сетчатую оболочку может быть сложной задачей и ограничить размер Zn-губки.
Значение этих методов по отношению к существующим методам заключается в том, что полученные губки Zn достигают длительного срока службы с высокой объемной и объемной емкостью5,6. Полученные губки Zn также механически прочны5,6.
Будущие применения процессов могут, в принципе, быть адаптированы для создания других металлических пен для батарей или других применений. Например, железные, магниевые или алюминиевые пены могут быть полезны в качестве анодов для металло-воздушных батарей25,26,27. Zn-губчатые электроды, в частности, могут быть использованы для создания батарей для ряда применений, которые включают носимые устройства, сетевое хранилище, персональную электронику, электромобили и электрическую авиацию28.
Критическим этапом, который также может потребовать модификации или устранения неполадок, является процесс нагрева. Температура печи может варьироваться. Время нагрева при N2,близкое, но ниже температуры плавления Zn, отжигает частицы Zn вместе. Время нагрева под воздухом выжигает остаточный пороген, сплавляет Zn и образует слой ZnO. Если частицы Zn кажутся неправильно плавлеными, увеличьте время нагрева при N2. Если слой ZnO слишком толстый, уменьшите время нагрева под воздухом на 10 мин и более до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина термического оксида.
Отметим, что толстый слой ZnO усиливает механические свойства губки Zn, но также уменьшает непосредственно используемую емкость электрода Zn. Электрод Zn может заряжаться путем электрохимического преобразования ZnO в металлический Zn. Тем не менее, стабильная цикличность на глубине 40% разряда может быть достигнута без какой-либо предварительной подзарядки5. Если слой ZnO слишком тонкий, губка Zn может рассыпаться во время обработки5.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
J.F.P., D.R.R. и J.W.L. владеют патентами, связанными с цинковыми электродами: патенты США No 9802254, 10008711, 10720635 и 10763500, патент ЕС No 2926395 и патент Китая No 104813521.
Acknowledgments
Это исследование финансировалось Управлением военно-морских исследований США.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Corn starch | Argo | Not applicable | This acts as a porogen and viscosity-enhancing agent. |
| Decane | MilliporeSigma | D901 | |
| Medium viscosity water-soluble carboxymethyl cellulose (CMC) sodium salt | MilliporeSigma | C4888-500G | This CMC acts primarily as a viscosity-enhancing agent. |
| Overhead stirrer | Caframo Lab Solutions | BDC3030 | |
| Small cylindrical models for Zn sponges | VWR | 66014-358 | The caps of the vials can be used as molds. |
| Sodium dodecyl sulfate | MilliporeSigma | 436143 | |
| Water-insoluble IonSep CMC 52 preswollen carboxymethyl cellulose resin | BIOpHORETICS | B45019.01 | This CMC acts as a porogen and viscosity-enhancing agent. |
| Zn powder | EverZinc | Custom order |
References
- Parker, J. F., et al. Retaining the 3D Framework of Zinc Sponge Anodes upon Deep Discharge in Zn-Air Cells. ACS Applied Materials & Interfaces. 6 (22), 19471-19476 (2014).
- Parker, J. F., Chervin, C. N., Nelson, E. S., Rolison, D. R., Long, J. W. Wiring zinc in three dimensions re-writes battery performance-dendrite-free cycling. Energy & Environmental Science. 7, 1117-1124 (2014).
- Parker, J. F., et al. Rechargeable nickel-3D zinc batteries: An energy-dense, safer alternative to lithium-ion. Science. 356 (6336), 415-418 (2017).
- Ko, J. S., et al. Robust 3D Zn sponges enable high-power, energy-dense alkaline batteries. ACS Applied Energy Materials. 2 (1), 212-216 (2018).
- Hopkins, B. J., et al. Fabricating architected zinc electrodes with unprecedented volumetric capacity in rechargeable alkaline cells. Energy Storage Materials. 27, 370-376 (2020).
- Hopkins, B. J., et al. Low-cost green synthesis of zinc sponge for rechargeable, sustainable batteries. Sustainable Energy & Fuels. 4, 3363-3369 (2020).
- Yufit, V., et al. Operando Visualization and Multi-scale Tomography Studies of Dendrite Formation and Dissolution in Zinc Batteries. Joule. 3 (2), 485-502 (2019).
- Ashby, M. F., et al. Metal Foams: A Design Guide. , Butterworth-Heinemann. Oxford. (2000).
- Parker, J. F., Ko, J. S., Rolison, D. R., Long, J. W. Translating Materials-Level Performance into Device-Relevant Metrics for Zinc-Based Batteries. Joule. 2 (12), 2519-2527 (2018).
- Hopkins, B. J., Chervin, C. N., Parker, J. F., Long, J. W., Rolison, D. R. An areal-energy standard to validate air-breathing electrodes for rechargeable zinc-air batteries. Advanced Energy Materials. 10 (30), 2001287 (2020).
- Jayasayee, K., et al. Cold Sintering as a Cost-Effective Process to Manufacture Porous Zinc Electrodes for Rechargeable Zinc-Air Batteries. Processes. 8 (5), 592 (2020).
- Chamoun, M., et al. NPG Asia Materials. 7, 178 (2015).
- Kang, Z., et al. 3D Porous Copper Skeleton Supported Zinc Anode toward High Capacity and Long Cycle Life Zinc Ion Batteries. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 7 (3), 3364-3371 (2019).
- Yu, J., et al. Ag-Modified Cu Foams as Three-Dimensional Andoes for Rechargeable Zinc-Air Batteries. ACS Applied Nano Materials. 2 (5), 2679-2688 (2019).
- Stumpp, M., et al. Controlled Electrodeposition of Zinc Oxide on Conductive Meshes and Foams Enabling Its Use as Secondary Anode. Journal of The Electrochemical Society. 165 (10), 461-466 (2018).
- Stock, D., et al. Design Strategy for Zinc Anodes with Enhanced Utilization and Retention: Electrodeposited Zinc Oxide on Carbon Mesh Protected by Ionomeric Layers. ACS Applied Energy Materials. 1 (10), 5579-5588 (2018).
- Li, C., et al. Spatially homogeneous copper foam as surface dendrite-free host for zinc metal anode. Chemical Engineering Journal. 379, 122248 (2020).
- Zhou, Z., et al. Graphene oxide-modified zinc anode for rechargeable aqueous batteries. Chemical Engineering Science. 194, 142-147 (2019).
- McDevitt, K. M., Mumm, D. R., Mohraz, A. Improving Cyclability of ZnO Electrodes through Microstructural Design. ACS Applied Energy Materials. 2 (11), 8107-8117 (2019).
- Wang, C., Zhu, G., Liu, P., Chen, Q. Monolithic Nanoporous Zn Anode for Rechargeable Alkaline Batteries. ACS Nano. 14 (2), 2404-2411 (2020).
- Drillet, J. F., et al. Development of a Novel Zinc/Air Fuel Cell with a Zn Foam Anode, a PVA/KOH Membrane and a MnO2/SiOC-based Air Cathode. ECS Transactions. 28, 13-24 (2010).
- Bozzini, B., et al. Morphological evolution of Zn-sponge electrodes monitored by in situ X-ray computed microtomography. ACS Applied Energy Materials. , (2020).
- Yang, Q., et al. Do Zinc Dendrites Exist in Neutral Zinc Batteries: A Developed Electrohealing Strategy to In Situ Rescue In-Service Batteries. Advanced Materials. 31, 1903778 (2019).
- Yang, Q., et al. Hydrogen-Substituted Graphdiyne Ion Tunnels Directing Concentration Redistribution for Commercial-Grate Dendrite-Free Zinc Anodes. Advanced Materials. 32, 2001755 (2020).
- Narayanan, S. R., et al. Materials challenges and technical approaches for realizing inexpensive and robust iron-air batteries for large-scale energy storage. Solid State Ionics. 216, 105-109 (2012).
- Xiong, H., et al. Effects of Heat Treatment on the Discharge Behavior of Mg-6wt.%Al-1wt.%Sn Alloy as Anode for Magnesium-Air Batteries. Journal of Materials Engineering and Performance. 26, 2901-2911 (2017).
- Hopkins, B. J., Shao-Horn, Y., Hart, D. P. Suppressing corrosion in primary aluminum-air batteries via oil displacement. Science. 362, 658-661 (2018).
- Hopkins, B. J., Long, J. W., Rolison, D. R.
