锌电沉积过程中发生了什么?

来自原位AFM、原位x射线散射和非原位扫描电子显微镜(SEM)的互补信息揭示了锌在离子液体电解质中电沉积过程中的形态演变。

锌(Zn)是一个有吸引力的选择，可用于充电电池电极和其他能量储存万博电脑网页版登录但它往往形成细丝、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，需要对沉积和形态的控制机制有更深入的了解。

为此，加州大学伯克利分校和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员研究了锌在咪唑基电解质[1-丁基-3-甲基咪唑(BMIm)阳离子和三氟甲磺酸(TfO)阴离子]中的电沉积。他们使用现场AFM原位超小角度x射线散射(USAXS)和非原位扫描电镜(SEM)进行表征电影形态相对于电荷的厚度问和等效Zn单层膜(ML)。

两种主要结构是明显的:单晶的六边形板和较大的畴与共线晶体。AFM和SEM成像可以测量随时间变化的特征，如板厚和畴尺寸。这些信息还指导了USAXS数据的解释，USAXS数据在统计上更平均，但需要符合直接空间模型。这种互补的方法为形态学进展和机制如血小板生长和合并提供了新的见解。

结果为锌电沉积提供了一个更完整的图景，可以提高锌电极电池的循环性能，从而使其具有商业实用价值。

仪器使用

MFP-3D AFM与一个电化学电池

技术使用

在原位电极上观察了电沉积锌的形貌MFP-3D AFM与一个电化学细胞(EC)．EC电池为广泛的电化学研究提供了一个通用的环境。地形图像在联系方式在薄膜生长期间周期性地。电池上的一个端口允许氩气在实验期间渗透，以改善电解质湿度的控制。

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

注意:这里显示的数据是在合理使用的情况下从原始文章中重新使用的，可以通过上面的文章链接访问。