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由于負(fù)極/電解質(zhì)界面(AEI)不穩(wěn)定，鋅負(fù)極庫(kù)侖效率(CE)較低，枝晶形成嚴(yán)重。循環(huán)前形成的雙電層(EDL)結(jié)構(gòu)對(duì)在鋅表面形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面(SEI)具有重要意義，但以往對(duì)鋅負(fù)極穩(wěn)定性的研究很少。

近日，湖南大學(xué)劉智驍（通訊作者）和陳小華（通訊作者）等人在材料研究頂級(jí)期刊Adv. Mater.上發(fā)表了題為”Stabilizing Zinc Anodes by Regulating the Electrical Double Layer with Saccharin Anions”的研究性論文。

不同電極的結(jié)構(gòu)表征

作者引入糖精(SAC)作為電解質(zhì)添加劑來(lái)調(diào)節(jié)AEI上的EDL結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，SAC衍生的陰離子優(yōu)先吸附在鋅金屬表面，而不是水偶極子，形成了一種新的貧水的電致發(fā)光結(jié)構(gòu)。

電極的XPS表征

此外，由于SAC陰離子的分解，在Zn表面也檢測(cè)到了獨(dú)特的SEI。兩者都被證明能夠調(diào)節(jié)鋅的沉積行為并防止副反應(yīng)。使用SAC添加劑的鋅鋅對(duì)稱電池在惡劣的測(cè)試條件下(10 mA cm^?2，10 mAh cm^?2)，可提供2.75 Ah cm^?2的高容量和99.6%的高CE。

在40 mA cm^?2的高倍率下也獲得了良好的穩(wěn)定性。在Zn-MnO₂全電池中進(jìn)一步證明了該添加劑的有效性。

電池的電化學(xué)性能

Stabilizing Zinc Anodes by Regulating the Electrical Double Layer with Saccharin Anions(Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202100445)

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