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浙大姜銀珠AFM: 氨基酸誘導(dǎo)界面電荷工程實(shí)現(xiàn)高度可逆的鋅負(fù)極

盡管水系鋅離子電池（AZIBs）具有低成本和高安全性等令人印象深刻的優(yōu)點(diǎn)，但長(zhǎng)期以來(lái)，枝晶生長(zhǎng)和鋅金屬負(fù)極的副反應(yīng)等問(wèn)題一直沒(méi)有得到解決。

在此，浙江大學(xué)姜銀珠教授等人報(bào)道展示了一種由電解液中氨基酸添加劑誘導(dǎo)的鋅-電解液界面電荷工程的新策略，用于高度可逆的鍍鋅/剝離。

通過(guò)靜電優(yōu)先吸附鋅金屬負(fù)極表面帶正電荷的精氨酸分子 (Arg) ，建立自適應(yīng)鋅-電解液界面，抑制水的吸附/析氫，引導(dǎo)鋅的均勻沉積。

圖1. 三種氨基酸的DFT計(jì)算模型以及有無(wú)添加劑的Zn對(duì)稱(chēng)電池的性能

因此，在4 mAh cm^-2的面容量，5 mA cm^-2的大電流密度下，Zn對(duì)稱(chēng)電池可實(shí)現(xiàn)2200h的超長(zhǎng)穩(wěn)定循環(huán)。即使在10 mA cm^-2的超高電流密度下，也能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)900 h的穩(wěn)定循環(huán)，表明鋅-電解液界面具有可靠的自適應(yīng)特性。

這項(xiàng)工作為實(shí)現(xiàn)高度可逆的塊狀鋅金屬負(fù)極提供了界面電荷工程的新視角，可促進(jìn)其在可充電AZIBs中的實(shí)際應(yīng)用。

圖2. Zn|ZnSO₄+Arg|MnO₂全電池的電化學(xué)性能

Amino Acid-Induced Interface Charge Engineering Enables Highly Reversible Zn Anode, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202103514

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