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溫大/浙大AFM：原位構(gòu)建ZnO涂層實(shí)現(xiàn)長循環(huán)鋅金屬陽極

抑制水系鋅電池的鋅（Zn）陽極中的枝晶生長仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。改性Zn/電解質(zhì)界面是解決這一問題最有前景的策略之一。

圖1.?ZnO-Zn陽極的構(gòu)建及表征

溫州大學(xué)袁一斐、何坤、浙江大學(xué)陸俊等首次原位構(gòu)建了具有均勻凹面幾何形狀的納米級(jí)ZnO涂層來改性Zn陽極。研究顯示，在ZnO層和Zn箔之間形成的化學(xué)鍵增強(qiáng)了ZnO改性Zn陽極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

此外，有限元模擬表明，ZnO涂層有利于Zn電極上均勻的電場分布和鋅通量。循環(huán)后電極的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像和原位光學(xué)觀測清楚地表明，在所設(shè)計(jì)的ZnO改性Zn陽極上，鋅枝晶的生長受到了抑制。

圖2.?對(duì)稱電池性能

因此，受益于上述優(yōu)勢， ZnO-Zn/ ZnO-Zn對(duì)稱電池在電流密度為5 mA cm^?2、面容量為1 mAh cm^?2的情況下顯示出1765 h的顯著循環(huán)穩(wěn)定性。即使在50 mA cm^?2的超高電流密度下，它也能在3800次循環(huán)中保持穩(wěn)定運(yùn)行。這一成功凸顯了合理定制的ZnO-Zn陽極的巨大應(yīng)用潛力。

圖3.?鋅沉積/剝離過程中的原位光學(xué)觀測

Long-cycling Zinc Metal Anodes Enabled by an In Situ Constructed ZnO Coating Layer. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202312220

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