用于高可逆性锌阳极的动态界面合金化技术

《Advanced Functional Materials》：Dynamic Interfacial Alloying for Highly Reversible Zinc Anodes

可充电水系锌电池通过设计动态合金化界面层抑制枝晶生长和界面失效，实现600小时以上长循环稳定性（20 mA cm-2）和1000次循环容量保持，并促进自愈机制。

　　

摘要

可充电水系锌电池在大型储能方面具有显著优势，体现在成本效益和固有的安全性上。然而，由于枝晶生长不受控制以及副反应的存在，这些电池的可逆性较差。为了解决这一问题，设计了一种界面层，该层能够在锌表面实现动态合金化，从而维持亲锌位点的供应，并防止沉积的锌覆盖亲锌位点导致电池失效。这种合金化过程引导锌选择性地沉积在(002)晶面上，有效抑制了枝晶的形成并稳定了锌/电解质界面。此外，它还通过在缺陷位点的优先沉积促进了阳极的自修复。因此，配备这种界面层的对称电池在20 mA cm^?2的高电流密度下能够稳定循环使用超过600小时，相应的累积面积容量超过了6 Ah cm^?2。ZnllNH₄⁺-V₂O₅电池的初始面积放电容量为3.5 mAh cm^?2，并且在200 mA g^?1

图形摘要

界面层使得锌/电解质界面处的动态合金化成为可能，从而调控了锌的成核和沉积过程。这种方法不仅持续优化了阳极上的成核位点，还促进了内部和外部机械损伤的自修复，从而为水系锌电池提供了持久且适应性强的保护。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。