扬大/港理工/电子科大AM：受限抗波动膜实现耐用和无枝晶锌离子电池

水系锌离子电池（ZIBs）因其固有的安全性、低成本和无毒性而成为有前景的系统，而锌的腐蚀和枝晶生长会导致锌负极的差可逆性。

图1 生物和人工计算系统的示意图

扬州大学庞欢、香港理工大学Jingxin Zhao、电子科技大学刘兴泉等开发了多孔的Zn@C固体、空心和卵黄壳微球薄膜作为锌负极的抗波动剂（ZAAF）。

与其他改性材料相比，ZCYSM薄膜的优点如下：

1）具有高电子传导性和高离子传导性的ZCYSM薄膜可以在高电流密度下实现稳定的Zn沉积/剥离；

2）缓冲和封闭的优良特性增强了Zn金属在沉积/剥离过程中的可逆性；

3）出色的抗腐蚀性能提高了ZAAF的稳定性，抑制了ZnSO₄电解液中的寄生反应；

4）ZCYSM薄膜连续致密，相互间有很强的粘附力，即使在复杂的机械力作用下也能保持优异的性能。

图2 ZCYSM@Zn抗波动负极的电化学性能

作为概念验证，ZCYSM@Zn对称电池在10 mA cm^-2的高电流密度下实现了超过4000小时的优秀循环稳定性和4 Ah cm^-2的累积沉积容量。同时，抑制的腐蚀反应和无枝晶的ZAAF显著提高了全电池的耐久性（与CaV6O₁₆·3H₂O结合）。

此外，这项工作整合了耐用的小型软包电池和电化学神经形态无机装置（ENIDe）来模拟神经网络，提供了一种可与人脑相媲美的极端互联性策略。

图3 对全电池的性能和反应机制的研究

Modulating zinc metal reversibility by confined antifluctuator film for durable and dendrite-free zinc ion batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202303336

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扬大/港理工/电子科大AM：受限抗波动膜实现耐用和无枝晶锌离子电池

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