锌电沉积过程中发生了什么?

从原位AFM、原位x射线散射和原位外扫描电子显微镜(SEM)得到的互补信息揭示了离子液体电解质电沉积过程中锌的形态演变。

锌是一种极具吸引力的可充电电池电极和其他材料的选择能量储存bob综合app官网登录应用，但它倾向于形成丝、结节和树突，使细胞短路。离子液体电解质已经被发现可以减少这种行为。然而，控制沉积和形态的机制需要更深入的理解。

为此，加州大学伯克利分校(University of California-Berkeley)和劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的研究人员研究了在咪唑基电解质[1-丁基-3-甲基咪唑(BMIm)阳离子和三氟甲磺酸(TfO)阴离子]中电沉积Zn。他们使用现场AFM原位超小角x射线散射(USAXS)和非原位扫描电镜(SEM)表征电影形态相对于厚度而言问等效Zn单层膜(ML)。

两种主要结构是明显的:六角形板单晶和更大的畴共排列晶体。AFM和SEM成像可以随时间测量板材厚度和畴尺寸等特征。这些信息还指导了USAXS数据的解释，后者在统计上更平均，但需要拟合到直接空间模型。这种互补的方法对形态学进展和机制如血小板生长和合并产生了新的见解。

结果提供了更完整的锌电沉积的图像，可以提高锌电极电池的循环性能，从而使其具有商业实用性。

仪器使用

MFP-3D AFM与一个电化学电池

技术使用

对电沉积锌进行了原位形貌监测MFP-3D AFM与一个电化学细胞(EC)．EC Cell为广泛的电化学研究提供了一个通用的环境。地形图像采集于联系方式薄膜生长周期。电池上的端口允许氩气在实验过程中渗透，以提高对电解液水分的控制。

引用:J. Keist, J. Hammons, P. Wright et al.，耦合原位原子力显微镜(AFM)和超小角x射线散射(USAXS)研究了在咪唑基离子液体电解质中电沉积过程中锌形貌的演变。Electrochim。学报342136073(2020)。https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.136073

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