鋅金屬水溶液電池（AZMB）具有安全性高、容量大、環保、價格低廉等優點，在未來全球電氣化進程中具有廣闊的應用前景。然而，鋅（Zn）在水溶液電解質中的高反應活性會導致枝晶生長、水引發的副反應，進而導致鋅的穩定性差、可逆性差，極大地限制了 AZMB 的實際應用。

在此，中南大學常智，潘安強、南京大學周豪慎等人通過選擇性蝕刻普通鋅箔中的活性（002）鋅面，可以有效地鈍化鋅金屬，從而抑制鋅枝晶的形成和水引發的副產物，最終顯著提高鋅金屬的穩定性和可逆性。因此，在4500 次的超長循環過程中，即使在 10 mA cm^-2 的侵蝕條件下，刻蝕鋅的平均庫侖效率（CE）也提高到了 99.94% 的高水平。

基于刻蝕鋅的 NH₄V₄O₁₀//Zn 軟包電池的比容量高達 317.3 mAh g^-1，即使在循環 350 次后仍能保持 85.2% 的容量。此外，一種更實用的 0.124 Ah NH₄V₄O₁₀//Zn 軟包電池在循環 80 次后仍能保持 91.23% 的高容量。

圖1. 選擇性刻蝕裸鋅箔中存在的 (002) Zn 的重要性

總之，該工作避免了構建具有高比例（002）Zn 晶面和/或具有強（002）織構的各種 Zn 金屬的常見策略，創新性地在原始 Zn 金屬中選擇性地蝕刻掉化學性質不穩定的（002）Zn 面，從而實現了 Zn 金屬的化學鈍化。研究表明，蝕刻后的 Zn 具有獨特的結構，具有規則垂直排列的 Zn 柱，能有效抑制 ZHS 在水系電解液中的生長，促進鋅離子沿著垂直的 Zn 柱成核和生長，從而徹底消除 Zn 枝晶，提高金屬鋅負極的可逆性和使用壽命。因此，基于刻蝕鋅的鋅/銅電池實現了超長的循環壽命，在 10 mA cm^-2的條件下，循環次數超過 4500 次，平均 CE 值高達 99.94%。此外，基于蝕刻鋅的 PANI-V₂O₅//Zn (PVO//Zn) 電池在超長的 2000 次循環中實現了超穩定的循環性能。

基于刻蝕鋅的NH₄V₄O₁₀//Zn （NVO//Zn）軟包電池的比容量高達 317.3 mAh g^-1，即使在循環 350 次后仍能保持 85.2% 的容量。更實用的 NVO//Zn 軟包電池輸出容量高達 0.124 Ah，80 次循環后容量保持率為 91.23%。因此，該項工作展示的策略將為提高鋅金屬的穩定性和可逆性打開一扇新的大門，并加速 AZMB 的商業化進程。

圖2. 基于刻蝕鋅金屬的水基鋅金屬電池的電化學性能

Selectively Etching-off Highly Reactive (002) Zn Facet Enable Highly Efficient Aqueous Zinc-metal Batteries，Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee02522e