熊胜林/周国伟AEM：通过溶剂化结构和界面化学调控实现高可逆锌金属负极

水系锌离子电池（AZIBs）具有安全、经济和高体积能量密度等吸引人的优点。然而，猖獗的寄生反应和枝晶生长导致锌的可逆性不足。

图1 通过添加Asp改变Zn²⁺的溶剂化结构

山东大学熊胜林、齐鲁工业大学周国伟等在低成本水系电解液中引入了一种生物相容性添加剂–L-天冬酰胺（Asp），以解决上述问题。

研究显示，加入Asp后，由于界面附近自发形成了高浓度电解液区，在Zn金属表面形成了阳离子-阴离子和阳离子-分子复合物共生的有机-无机 SEI。

这种独特的界面层能极大地排斥周围的活性水分子，防止水引起的副反应，从而实现了显著抑制的枝晶生长和均匀的锌沉积。

图2 半电池性能

实验结果表明，在含Asp的电解液中，非对称电池在1600次循环中的平均CE值高达99.6%，而对称电池则能在240小时内存活，锌的利用率高达85.5%。

此外，Zn//PEDOT-V₂O₅全电池在超薄Zn负极（20 μm）和低正负容量比（≈2.4）的实际条件下，可在200次循环中提供4.62 mAh cm^-2的高平均容量，并保持84.4%的容量保持率。

这项工作为开发高性能AZIB提供了阳离子-阴离子-分子共衍生SEI的深入见解。

图3 全电池性能

Highly Reversible Zinc Metal Anodes Enabled by Solvation Structure and Interface Chemistry Modulation. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202301670