锌离子电池抗枝晶锌合金负极的第一性原理计算

摘要：

锌离子电池由于具有较高的能量密度、成本低廉,因此在大规模储能领域具有广阔的应用前景.然而,锌金属负极存在的枝晶问题导致电池循环寿命缩短,严重制约了其实际应用.使用第一性原理计算研究了5种锌合金负极对枝晶的抑制作用.结果表明不同结构Zn吸附能的顺序为Zn＞Zn0.5Ni0.5＞Zn0.5Ti0.5＞Zn0.5Y0.5＞Zn0.5Cu0.5＞Zn0.5Ag0.5,Zn 解离能的顺序为 Zn0.sNi0.5＞Zn0.5Cu0.5＞Zn0.5Y0.5＞Zn0.5Ag0.5＞Zn0.5Ti0.5＞Zn.Zn 吸附能越高预示着Zn沉积的速度越快,而Zn解离能越低预示着腐蚀速度越快.因此加入合金元素可以减少电极表面上枝晶的形成和增强电极的防腐蚀性能.电子态密度和d带中心的结果表明Zn的吸附和解离能与合金表面的电子结构有较强的关联性.计算结果可以解释Ag、Cu与Zn合金负极有较好性能的实验结果,同时也筛选出Zn和Y合金也是一种比较好的锌离子电池负极材料.

关键词：锌离子电池、吸附能、解离能

分类号：TM912

在线出版日期：2023-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：70-73