水系鋅金屬電池被認(rèn)為是電網(wǎng)規(guī)模儲能的替代品，它們具有一些固有的優(yōu)點(diǎn)，包括絕對安全、豐富的儲量、成本效益和可持續(xù)性，使其成為一個有前途的選擇。

在此，哈爾濱工業(yè)大學(xué)王振波，徐成彥和深圳大學(xué)Wang Panpan等人采用氟磷酸酯（FEP）作為ZnSO₄水系電解質(zhì)的功能添加劑，它不僅參與Zn電極表面氟化保護(hù)層的形成以促進(jìn)Zn²⁺擴(kuò)散，而且優(yōu)先吸附在Zn表面以控制Zn沉積方向。

因此，在 Zn 對稱電池中，在 10 mA cm^-2、10 mAh cm^-2 下，實(shí)現(xiàn)了無枝晶鋅負(fù)極，循環(huán)壽命超過 1800 小時。Zn||Cu 不對稱電池在 500 次鍍鋅/剝離后，庫侖效率高達(dá) 98.9%。此外，當(dāng)與 MnO₂ 和商用 LiFePO₄ 正極配合使用時，含有 FEP 的電解質(zhì)可穩(wěn)定循環(huán)。

圖1. 改性電極的物相表征

總之，該工作證明 FEP 作為界面成膜添加劑可有效穩(wěn)定鋅金屬負(fù)極。結(jié)果表明，F(xiàn)EP添加劑不僅參與界面層的形成以抑制副反應(yīng)，而且優(yōu)先吸附在Zn負(fù)極特定晶面上以控制Zn沉積方向。

2 M ZnSO₄+1% FEP 電解液中進(jìn)行測試時，10 mA cm^-2、10 mAh cm^-2條件下，Zn||Zn 對稱電池循環(huán)壽命超過 1800 小時。Zn||Cu 非對稱電池中的 CE 值在 500 次電鍍/剝離后CE仍保持98.9%。因此，該項工作所取得的性能展示了有機(jī)功能添加劑在各種電池化學(xué)中的潛力。

圖2.全電池性能

Towards dendrite-free Zn metal batteries via formation of fluorinated interfacial layer with functional additive, Nano Energy 2023 DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.109076