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鋅粉(Zn powder, Zn-P)基負極被認為是鋅基電池的理想候選者，因為它們能夠實現安全性和能量密度的正協同集成。然而，Zn-P基負極仍存在易腐蝕、枝晶生長不受控制、機械強度差等問題，這限制了其進一步應用。

華南農業大學梁業如等使用可擴展的流延成型策略將混合離子-電子導體（MIEC）支架引入到Zn-P中，成功地制造了抗腐蝕、柔性和無枝晶的Zn負極。

圖1 材料制備及表征

MIEC支架是分別使用CNT和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作為電子傳導和離子傳導基質來實現的，EVA的引入賦予了所得Zn-P-MIEC優異的柔韌性，并保護Zn-P 在水溶液中免受腐蝕。因此，所制備的Zn-P-MIEC具有幾個主要優勢：

(1)高Zn²⁺導電和電子導電MIEC支架在反復的Zn沉積/剝離循環中均勻Zn²⁺通量并實現穩定的Zn循環，特別是在高倍率下；

(2)強大的機械柔韌性，即使在復雜的機械力和變形下也能保持可接受的性能；

(3)具有成本效益的原材料，以及可實現連續運行和擴大規模的簡便制造方法；

(4)卓越的抗腐蝕性能，以提高在水系電解液中的穩定性。

圖2 對稱電池性能

受益于MIEC支架的綜合屬性，Zn-P-MIEC具有用于開發先進鋅基儲能裝置的潛力，并在用作實用扣式鋅離子電池和柔性軟包電池的負極時提供卓越的電化學性能。這項工作為制備高效和可靠的鋅基負極提供了一條有希望的可擴展途徑，并將有助于實現先進的柔性儲能裝置。

此外，預計這種類型的MIEC支架可以與優化的電解質和正極相結合，以實現更好的性能；該策略也可以應用于其他金屬負極，用于各種高性能能源系統，例如鋅空氣電池、鋰金屬電池和鈉金屬電池。

圖3 Zn-P-MIEC//MnO₂電池性能

Construction of mixed ionic-electronic conducting scaffolds in Zn powder: A scalable route to dendrite-free and flexible Zn anodes. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202200860

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華南農大梁業如AM：混合離子-電子導電支架實現無枝晶柔性鋅負極

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