1500次，无明显衰减！他，博士毕业3年任C9教授，新发AEM！

顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-09-27 08:30

正文

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研究概述

水系锌金属电池有望用于大规模储能，但面临着枝晶形成、体积变化和副反应等挑战。

基于此，2024年9月23日， 中国科学技术大学任晓迪教授 在国际期刊 Advanced Energy Materials 发表题为《Anti-Swelling Supramolecule-Crosslinked Hydrogel Interphase for Stable Zn Metal Anodes》的研究论文。

在此，研究人员介绍了一种新型抗膨胀超分子交联水凝胶（SCH）界面来稳定锌金属负极。

SCH由环糊精分子与聚乙烯醇交联组成，提供了一种增强负极稳定性的多元方法。

它通过为Zn ²⁺ 运动构建明确路径，均匀化离子通量并抑制Zn枝晶生长。其超分子结构选择性地捕获SO ₄ ²⁻ 离子，有效实现Zn ²⁺ 去溶剂化和快速离子传输。

此外，通过破坏水分子簇的氢键，SCH降低了自由水活性，减轻了锌表面的腐蚀。

该研究中，电化学测试证明了SCH-Zn的优异性能，对称电池在4 mA cm ⁻² /2 mAh cm ⁻² 下寿命达到1800小时，在10 mA cm ⁻² /5 mAh cm ⁻² 下寿命达到1100小时。

Zn||Cu半电池在500次循环后保持99.7%的库仑效率，而采用聚苯胺正极的全电池在5 A g ⁻¹ 下稳定循环1500次后没有明显的容量衰减。这些结果突出了SCH在稳定锌负极方面的有效性。

该研究为高性能水系锌电池提供了一种新的界面工程策略，可能加快其在大规模储能中的实际应用。

图文解读

图1： SCH-Zn表面特性和电化学行为

图2：不同锌负极的电化学性能和HER抑制

图3： SCH-Zn全电池的循环性能

文献信息

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