AM：100.0 mA/cm2稳定循环3万次！超稳定锌负极！

资源丰富的金属（例如锌）电池具有安全性和可持续性的内在优势。然而，它们的实际可行性受到金属负极不良可逆性的阻碍，这通常是由不可控的枝晶扩大引起的。尽管已经付出了巨大的努力来完全防止枝晶的形成，但这在高电流密度下似乎不太有效。

天津大学梁骥、侯峰、天津师范大学王立群等开发了一种高效的枝晶调节策略，用于在超高倍率下进行可逆的锌沉积/剥离。

图1. 锌枝晶形貌控制的理论预测

这里作者首先预测可以通过抑制枝晶的“自我放大”来实现均匀的金属沉积，即诱导和调节由微小、均匀分布的、准相同Zn枝晶组成的枝晶形态。然后进行概念验证研究，即通过利用CuNW上有序暴露的Cu(111)面来调节Zn枝晶的形成和生长。

该方法允许Zn通过与Cu(111)匹配沿Zn(002)方向外延沉积，从而引导均匀一致的Zn枝晶萌生和生长。结果，这种有意的枝晶调节有效地促进了均匀的锌沉积/剥离，显著降低了过电位，从而延长了锌负极的寿命并提高了倍率性能。

图2. Zn@CuNWs负极的循环性能

因此，Zn@CuNWs负极可以在100.0 mA cm^-2的超高电流密度下稳定运行超过30,000次循环，并且在5 A g^-1下循环800次后，全电池容量保持率为91.4%（~281.9 mAh g^-1），远远优于迄今为止报告的值。

另外，尽管CuNWs的成本以及大面积Zn负极表面工程的困难限制了现阶段的大规模应用，但这些问题可以通过制备和负极改性的新技术来解决。因此，这种通过外延刻面匹配来调节枝晶的概念具有很好的推广到其他金属物种的可行性，为各种配备金属负极的可充电池的性能改进提供了启示。

图3. 超高电流密度下Zn@CuNWs负极的电化学性能

An Ultrahigh Rate and Stable Zinc Anode by Facet-matching-induced Dendrite Regulation. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202203835