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用于大規模可逆電池的高能量金屬負極采用廉價、不易燃的水系電解質，有望實現更高的電流密度、令人滿意的循環壽命、無毒性和低成本的商業制造，但由于缺乏可靠的電極-電解質界面工程，這種負極仍然遙不可及。

在此，中國科學院上海高等研究院邰仁忠、李曉龍、朱大明團隊報告了在低成本磷酸二氫鉀（MKP）添加劑（在1M CuSO₄-H₂O電解液中為50 mM）的誘導下，在商用銅箔表面原位建立的可持續、緊密堆積且防水的固體界面層（SEI），以實現長壽命和高電流耐受性的無枝晶突變的銅金屬電極（CME）。

簡便的原位SEI構建策略確保了界面層的均勻性及其與銅箔的緊密連接，這不僅能協調Cu²⁺遷移與均勻成核，還能抑制有害的副反應，確保CME即使在高區域電流密度下也不會出現枝晶。

圖1.銅電極的優勢

總之，該工作制備的富含磷酸銅的SEI層堅固、緊湊、集成，能夠持續保護金屬-電解質界面，在大電流密度范圍內實現穩定的CME，并具有長壽命。SEI保護的CME能夠在前所未有的100 mA cm^-2的超高電流密度下運行12000次，累積容量高達12 Ah cm^-2。此外，CME所展示的這些性能目標達到了歷史新高，因此可以與最先進的金屬電極相媲美。基于該策略優化的Cu||Cu對稱電池可運行2800 h以上，是CMEs的最高值，是裸銅箔的42倍；非對稱電池的性能也得到了顯著的改善，在1 mA cm^-2下可以穩定地鍍銅/剝離，壽命超過670小時。

該策略確保具有全金屬電極的高壓Cu||Zn系統提供300小時的高可逆性，而S||Cu全電池在5 A g^-1下循環1000次后提供1516 mAh g^-1的容量釋放而不會褪色。原位形成策略不會損害水系電池的內在優點，并且形成的SEI的高性能為長壽命和高倍率的金屬電極開辟了一條充滿希望的道路。

Ultrahigh-Speed Aqueous Copper Electrodes Stabilized by Phosphorylated Interphase, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202305087

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邰仁忠/李曉龍/朱大明AM：磷酸化界面穩定的超高速水系銅電極

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