利用金属离子-单宁酸复合物构建人工SEI层，以实现超稳定锌金属电池

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Harnessing Metal Ion-Tannic Acid Complexes to Engineer an Artificial SEI for Ultra-Stable Zinc Metal Batteries

锌金属负极通过金属离子-单宁酸（TA）复合层人工SEI实现枝晶抑制和副反应抑制，双约束机制提升Zn离子捕获与传输效率，理论计算证实高Zn2?亲和力降低成核势垒，调控Zn2?通量促进均匀沉积，正极配合钒基材料实现2500次循环容量保持率超100%。

　　

在可充电水系锌金属电池中，开发一种简单高效的方法来在锌阳极上制备保护层是非常有必要的。这种涂层需要满足抑制锌枝晶生长和防止副反应的要求。我们在锌阳极上制备了一种由金属离子与单宁酸（TA）复合物组成的人工SEI（Solid Electrolyte Interface）。TA和金属离子的协同作用实现了双重约束机制，提供了大量的亲锌位点，从而增强了捕获锌离子的能力并促进了离子的快速传输。该复合层能够抑制氢气的析出反应并具有抗腐蚀性能。理论计算表明，这种保护涂层对锌离子（Zn2?）具有很高的亲和力，显著降低了锌离子的成核难度。此外，它还能调节锌离子的流动，从而实现均匀的锌沉积并抑制枝晶生长。因此，使用这种金属离子-单宁酸复合涂层的锌电池在1 mA cm?2/1 mAh cm?2的电流密度下具有出色的稳定性，使用寿命长达2300小时，远超未经处理的锌电池。另外，当与基于钒的负极结合使用时，该电池在5 A g?1的电流下经过2500次循环后仍能保持约100%的初始比容量（176.75 mAh g?1），且没有明显的性能下降。这项工作提出了一种有前景的锌金属阳极保护方法，具有大规模应用的潜力。