【高端測試 找華算】專注測試分析服務、自有球差電鏡機時、全球同步輻射資源，10000+單位服務案例！黃維，西北工業大學教授、博導。中國科學院院士、俄羅斯科學院外籍院士、美國國家工程院外籍院士、亞太材料科學院院士、東盟工程與技術科學院外籍院士、巴基斯坦科學院外籍院士、歐亞科學院院士。（信息來源：https://jszy.nwpu.edu.cn/huangwei.html）艾偉，西北工業大學柔性電子研究院教授，博士生導師。主持國家自然科學基金面上項目、青年項目,軍口國家級重點項目等7項。研究興趣：1. 電化學材料和技術；2. 新能源設備；3. 靈活的智能技術。（信息來源：https://teacher.nwpu.edu.cn/bbandss.html）鎂金屬電池（MMBs）作爲鋰離子電池技術的有力競爭對象，因低還原電位、高理論體積容量和豐富的鎂資源而備受關注。然而，不均勻的鎂沉積/剝離行爲會導致危險的枝晶生長，影響電池安全。此外，不規則的剝離也可能會引起點蝕和鎂顆粒的脫落，加速電池退化。本研究開發了具有高暴露(002)晶面和納米片陣列結構的鎂箔（稱爲(002)-Mg），通過一步酸蝕法制備。這種結構不僅促進了平滑的成核和密集的沉積，而且顯著減少了鎂陽極的副反應。納米片陣列在表面上均勻分佈電場和鎂離子通量，增強了鎂離子傳輸動力學。因此，製造的(002)-Mg電極展現出超過6000小時（>8個月）的長週期性能，容量爲3 mAh cm⁻²，電流密度爲3 mA cm⁻²。此外，配備不同電解液和陰極的相應軟包電池展示了卓越的容量和循環穩定性，突顯了(002)-Mg電極的優越電化學兼容性。圖1：通過酸蝕過程製備(002)-Mg的示意圖，以及(002)-Mg和(101)-Mg的X射線衍射(XRD)圖譜比較，展示了(002)晶面的顯著增強。圖2：(101)-Mg和(002)-Mg電極在不同沉積容量下的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，以及原位光學顯微鏡圖像，直觀顯示了不同晶面上鎂沉積過程的差異。圖3：(002)-Mg和(101)-Mg電極的潤溼性、成核過電位、Tafel圖和電化學阻抗譜(EIS)的比較，以及對稱電池的循環性能和不同電流密度下的倍率性能比較。圖4：Mo6S8 || (002)-Mg和Mo6S8 || (101)-Mg全電池的循環伏安(CV)曲線、倍率性能、EIS曲線比較，以及(002)-Mg軟包電池的長期循環性能和電壓-容量曲線。本研究通過密度泛函理論計算、相場模擬和實驗驗證，證明了高暴露(002)晶面和納米片陣列結構在調控鎂沉積/剝離動態中的重要作用。特別是，先進的納米片陣列有助於均勻分佈鎂離子和電場，同時促進快速的鎂離子傳輸動力學。此外，鎂(002)晶面的顯著暴露確保了受控的鎂成核，並促進了平坦、密集的鎂沉積物的形成。因此，實現了高度可逆的鎂沉積/剝離過程，顯著提高了MMBs的循環穩定性。值得注意的是，在3 mA cm⁻²的電流密度和3 mAh cm⁻²的容量下採用(002)-Mg的對稱電池展示了超過6000小時的卓越循環穩定性，電壓滯後僅爲78 mV。此外，當與和硫陰極集成在軟包電池配置中時，這些組件展示了出色的長期循環穩定性和傑出的容量。這項研究爲理解晶面和表面形態對鎂沉積/剝離行爲的影響提供了新的途徑，突出了開發適用於實際MMBs應用的高度可逆和無枝晶鎂陽極的潛力。標題：Enhancing Reversibility and Stability of Mg Metal Anodes: High Exposure (002) Facets and Nanosheet Arrays for Superior Mg Plating/Stripping期刊：Angewandte Chemie International EditionDOI：10.1002/anie.202407770【高端測試 找華算】華算科技精於高端測試服務、10餘年球差電鏡拍攝經驗、同步輻射三代光源全球機時，300多博士/博士後等高層次人才團隊親自檢測，給你高標準的數據質量保證! 球差電鏡、同步輻射、原位表徵、DFT計算，已助力10000多研究成果順利在Nature、Science、JACS、Angew、EES、AM、AEM、AFM等國際頂級期刊發表，專業靠譜好評如潮！
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