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由于高體積容量和低氧化還原電位，鋅（Zn）金屬被認為是水系鋅離子電池（AZIB）一種非常有前景的負極。然而，嚴重的枝晶生長破壞了電極/電解質界面的穩定性，并加速了副反應的產生，最終降低了電化學性能。

北京理工大學陳人杰、謝嫚等人通過Langmuir-Blodgett方法一步合成氮（N）摻雜的氧化石墨烯（NGO）人工界面膜，以在鋅箔上實現平行且超薄的界面改性層（≈120 nm）。

由于平行的石墨烯層和N摻雜基團的有益親鋅特性，實現了(002)平面中Zn晶體的定向沉積。同時，原位微分電化學質譜和原位拉曼測試證實，界面處金Zn的定向沉積形貌有效抑制了析氫反應和鈍化。

因此，將這種新負極與LiMn₂O₄正極配對的軟包電池在合理的放電深度（36%）下保持了出色的能量密度（178次循環后為164 Wh kg^-1）。這項工作提供了一種簡便易行的合成方法和深入的機理分析，以加速高比能AZIBs的應用。

圖1 制備及表征

圖2 LMO||NGO@Zn軟包電池性能

Ultrathin Surface Coating of Nitrogen-Doped Graphene Enables Stable Zinc Anodes for Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202101649

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陳人杰/謝嫚AM：氮摻雜石墨烯超薄表面涂層實現穩定鋅負極

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