通过晶体面操控及构建防水界面来征服锌 dendrites（锌树突结构）

《Advanced Functional Materials》：Conquering Zn Dendrites via Crystal-Facet Manipulation and Water-Repellent Interphase Construction

水系锌离子电池面临氢气析出和枝晶生长问题，本研究采用肉桂醛构建人工固态电解质界面层，通过调控晶体沉积方向和减少界面水分活性，显著提升电池性能，对称电池循环超2000小时，全电池容量保持良好。

　　

摘要

水基锌离子电池（AZIBs）受到氢气析出和锌金属阳极上无控制枝晶生长的阻碍。本文提出了一种简单的溶液基策略，用于同时引导晶体沉积并降低界面水的活性。采用肉桂醛（CA）作为分子表面改性剂，通过短暂浸泡形成人工固体-电解质界面（ASEI）。肉桂醛的芳香基团赋予其强烈的疏水性，进一步抑制了由水引发的副反应。同时，肉桂醛表现出面选择性吸附作用，优先钝化锌（Zn）的（002）和（100）晶面，从而引导锌离子（Zn²⁺）沿（101）晶面方向沉积。（101）晶面具有适中的表面能，有助于实现均匀的外延生长、提高耐腐蚀性并降低极化现象。因此，经过肉桂醛改性的锌阳极电池在1 mA cm^?2的电流下可连续使用超过2000小时，放电容量达到1 mAh cm^?2。在Zn‖NVO全电池体系中，经过1000次循环（1 A g^?1的电流）后，其比容量仍可保持在160 mAh g^?1以上。这种基于晶面导向的ASEI工程为制备长寿命、抗枝晶的锌阳极提供了一种实用且可扩展的方法。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究的支持数据可向通讯作者索取，只需提出合理请求。