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利用鋅負極構建水系鋅金屬電池在儲能領域引起了廣泛關注，但其面臨著諸多挑戰，例如鋅枝晶的生長、不令人滿意的剝離/電鍍效率以及氣體逸出等。

在此，武漢大學汪的華教授、華中科技大學蔣凱教授等人提出了一種缺乏陽離子的Cu_2-xTe (Cu_1.81Te) 材料作為有吸引力的水系鋅離子電池插層負極材料。

該Cu_1.81Te負極具有0.2 V（vs. Zn²⁺/Zn）的超平坦放電電位，在C/8（1 C = 242 mA g^-1）的倍率下具有158 mAh g^-1的可逆容量（86%的容量來自0.2 V的放電平臺），以及0.22 V的低過電位。此外，它還表現出優異的循環穩定性，在2.5 C下循環2000次后容量保持率為100%。

圖1. Cu_2-xTe的合成及形態結構特征

結合恒流間歇滴定技術(GITT)、XRD、拉曼光譜、XPS表征，作者揭示了其儲能機理為低能壘的順序插層轉化過程：Zn²⁺首先嵌入到Cu_2-xTe中，然后進一步轉化為Cu和ZnTe。DFT計算表明，Cu_2-xTe中的晶體缺陷可以調控電子結構以提高反應性同時降低擴散勢壘。

此外，作者還展示了水系“搖椅式”Cu_2-xTe//Na₃V₂(PO₄)₃ Zn離子全電池，它提供58 Wh kg^-1的能量密度和0.98 V的輸出電壓，并在C/2下1000次循環后容量保持率為92%。該研究為水系鋅離子電池提供了一種超低放電平臺和穩定的負極材料。

圖2. 水系鋅離子全電池的電化學性能

Electrochemically Activated Cu_2-xTe as an Ultraflat Discharge Plateau, Low Reaction Potential, and Stable Anode Material for Aqueous Zn-Ion Half and Full Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102607

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武大/華科AEM：超平坦放電平臺、低反應電位和穩定的水系鋅電負極

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