在水系锌离子电池中,锌阳极会受到析氢、副产物积聚以及枝晶生长的影响,这严重限制了其实际应用。为了同时解决这些问题,我组提出了一种动态导锌保护层策略,该策略在锌阳极上构建了原位 ZnOHF 层,并将 F⁻引入电解液中。ZnOHF 的导锌性和还原性能够引导锌的均匀成核和沉积,从而抑制枝晶的形成。至关重要的是,向电解液中添加 F-能够使 ZnOHF 在循环过程中动态再生,并将有害的副产物转化为有利的 ZnOHF。此外,通过将锌阳极与电解液隔开以及通过 F-升高电解液 pH 值来降低水活性,可以有效地抑制析氢反应的发生。因此,对称电池在 0.5 mA cm-2 的电流密度下能够稳定运行 3100 小时,并且全电池在 10 A g-1 的电流密度下经过 4000 次循环后仍能保持 85%的容量。此外,一个 90 平方厘米的软包电池提供了初始容量为 240 mAh,并在 200 次循环后仍能保持 70%的容量,这突出了该策略的实际可行性。这项研究提出了一个有效且可扩展的界面工程方法,以实现耐用的锌阳极。该成果已发表在《先进材料》(Advanced Materials)。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adma.73449
