Three-dimensional Porous Sn-Zn Alloy Towards Uniform Zn Plating/stripping

doi:10.7503/cjcu20210861

Abstract

Abstract:

A unique three-dimensional（3D） porous Zn-Sn alloy electrode was conducted by electrodepositing Sn-Zn alloy on the 3D porous Cu formed from electroless plating to issue the dendrites growth and corrosion of Zn-based electrodes. The 3D porous structure with high stability and suitable pore size of about 5 μm can reduce the local current density and provide uniform current distribution， thus induce uniform growth of zinc and reduce the formation of rough dendrites. The element Sn in this alloy can enhance the anticorrosion behavior through increasing the over- potential of hydrogen evolution， simultaneously induce uniform Zn deposition with less dendrite through decreasing the Zn nucleation energy barrier and providing abundant Zn nucleation sites. The symmetrical cell using two identical 3D porous Sn-Zn electrodes stably cycle for more than 1200 h with a small voltage hysteresis of 21.3 mV at 0.5 mA/cm². In contrast， the symmetrical cell assembled using zinc foil（2D Zn） appears obvious voltage fluctuation after cycling for 300 h with a larger voltage hysteresis of 99.2 mV. The full cell is stable up to 2000 cycles at 1.8 A/g current.

Key words: Zinc-ion battery, Anode, Electrodeposition, Sn-Zn alloy, Three-dimensional porous

CLC Number:

O646

TrendMD:

FAN Xiaoyong, ZHU Yongqiang, WU Yan, ZHANG Shuai, XU Lei, GOU Lei, LI Donglin. Three-dimensional Porous Sn-Zn Alloy Towards Uniform Zn Plating/stripping[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(4): 20210861.

Figures/Tables 7

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