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?Adv. Sci.：F摻雜成核助劑助力50 mA/cm2快速鋅沉積！

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?Adv. Sci.：F摻雜成核助劑助力50 mA/cm2快速鋅沉積！
水系鋅金屬電池作為儲能系統(tǒng)具有相當大的潛力；然而，它們的應(yīng)用受到枝晶生長和可逆性差的極大限制。
?Adv. Sci.：F摻雜成核助劑助力50 mA/cm2快速鋅沉積！
圖1. 材料制備及表征
韓國東國大學Woochul Yang、Guicheng Liu等通過等離子體輔助的表面改性，在基材（Ti、Zn、Cu和鋼）上均勻地構(gòu)建了F摻雜的碳納米顆粒（FCNPs），從而賦予了鋅金屬的可逆性和均勻沉積。
具有高表面電荷密度的FCNPs作為成核輔助劑，可形成許多均勻的鋅核點，以促進鋅的三維生長，這改善了鋅的沉積動力學，并實現(xiàn)鋅的均勻沉積。此外，循環(huán)過程中產(chǎn)生的ZnF2固體電解質(zhì)界面有助于快速傳質(zhì)，增強鋅的可逆性，同時抑制副反應(yīng)。
?Adv. Sci.：F摻雜成核助劑助力50 mA/cm2快速鋅沉積！
圖2. 半電池性能
因此，受益于上述優(yōu)勢，P-Ti與Zn耦合的半電池在500次循環(huán)中表現(xiàn)出99.47%的平均庫倫效率。基于P-Zn負極的對稱電池在5 mA cm-2的電流密度下，呈現(xiàn)出超過1500小時的壽命。
此外，值得注意的是，該電池即使在50 mA cm-2時仍可工作100小時。作者相信，這種巧妙的表面改性策略擴大了均勻金屬沉積的革命性方法，以及無枝晶的可充電池系統(tǒng)。
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圖3. 全電池性能
F-Doped Carbon Nanoparticles-Based Nucleation Assistance for Fast and Uniform Three-Dimensional Zn Deposition. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202300398

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