水系鋅離子電池(AZIBs)由于其固有的安全性和低成本而成為大規(guī)模儲(chǔ)能的有希望的候選者。然而,由鋅負(fù)極上的不均勻沉積引起的鋅枝晶嚴(yán)重縮短了AZIBs的壽命。圖1. 在有無NE添加劑的電解液中Zn沉積示意圖在此,湖南大學(xué)朱智強(qiáng)教授等人提出了一種含有各種親鋅分子的綠色低成本電解液添加劑,即蕁麻提取物 (NE),以通過原位工程構(gòu)建親鋅位點(diǎn)引導(dǎo)均勻的鋅沉積。通過結(jié)合實(shí)驗(yàn)表征(拉曼、FTIR、XRD、XPS 和LSM)和理論計(jì)算(DFT 和從頭算),作者發(fā)現(xiàn)NE中含有的親鋅成分(如5-羥色胺)可以吸附在鋅負(fù)極表面,作為鋅成核的親鋅位點(diǎn),從而抑制枝晶生長(zhǎng)和副反應(yīng)。圖2. 對(duì)稱Zn||Zn電池的循環(huán)性能因此,在含10 g L-1 NE添加劑的2 M Zn(OTf)2電解液中,Zn||Zn對(duì)稱電池在1 mA cm-2和 1 mAh cm-2的循環(huán)壽命下延長(zhǎng)至3000 h,即使在5 mA cm-2的高電流密度和5 mAh cm-2 的面積容量下仍能循環(huán)2200 h,這是迄今為止報(bào)道的最佳性能之一。此外,Zn||聚苯胺/碳?xì)郑≒ANI/CF)全電池在1500次循環(huán)后也獲得了84.9% 的容量保持率。這種通過植物提取物添加劑在鋅負(fù)極上設(shè)計(jì)親鋅位點(diǎn)的策略為開發(fā)無枝晶鋅負(fù)極帶來了新的可能性。圖3. Zn||PANI/CF紐扣電池和軟包電池的電化學(xué)性能Engineering zincophilic sites on Zn surface via plant extract additives for dendrite-free Zn anode, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.10.033