协同与持续协调——通过锌吡啶酸盐实现吸附调控，从而获得无枝晶且高产率的锌金属阳极

《Advanced Functional Materials》：Synergistic and Continuous Coordination–Adsorption Modulation via Zinc Picolinate for Dendrite-Free and High-Rate Zinc Metal Anodes

锌离子电池负极枝晶抑制新策略：锌吡啶羧酸盐作为多功能添加剂通过阴离子配位调控溶解结构及界面吸附协同抑制枝晶，实现6500小时对称电池稳定循环和1800次全电池高容量保持。

　　

摘要

水基锌离子电池的实际应用受到严重的阳极降解问题的阻碍，主要原因是不可控的枝晶生长和副反应。本研究引入了锌吡啶酸酯（Zn(Pic)₂）作为一种新型的多功能电解质添加剂，它通过阴离子配位和界面吸附两种机制实现对锌沉积的连续和协同调控。吡啶酸酯阴离子（Pic^–）参与体相电解质中Zn²⁺的溶剂化结构，有效降低了脱溶剂化能垒，促进了离子向电极界面的持续输送。同时，Pic^–阴离子通过吡啶氮原子和羧酸基团之间的协同作用吸附在锌电极上，优先钝化高能晶面，并促进沿（002）面的高度定向外延生长，从而显著抑制了枝晶的形成。因此，Zn||Zn对称电池在1 mA cm^?2的电流密度和1 mAh cm^?2的放电电流下，循环稳定性超过6500小时。Zn||VO₂全电池在1.0 A g^?1的电流密度下经过1800次循环后，容量保持率为73.3%。这项工作展示了一种独特的分子级策略，将溶剂化结构调控与晶体取向控制相结合，为开发高可逆性和无枝晶的锌阳极提供了有前景的途径，适用于先进的水基电池应用。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可应合理要求向通讯作者索取。