武大/华科AFM：可作为储锌负极和锌枝晶抑制剂的新型材料！

锌金属是一种有前景的高能量密度水系电池负极材料，但它受到枝晶、低剥离/沉积效率和不可避免的活性锌消耗的困扰。

武汉大学汪的华、华中科技大学蒋凯等报告了一种低嵌入电位的材料Cu₇Te₄，它既是水系锌电池的负极材料，又是锌枝晶的抑制剂。

图1. Cu₇Te₄的合成及表征

当被用作嵌入负极材料时，它显示出0.2V的低电位（相对于Zn²⁺/Zn），216 mAh g^-1的高容量，以及超过4200次循环的卓越循环性（接近100%的容量保持）。多尺度表征证明其反应机制是连续的嵌入和转化过程。

当Cu₇Te₄用作修饰层时，作者开发了一种基于”插层沉积”机制的Zn@ Cu₇Te₄杂化负极。它在对称电池中可循环1000多小时而没有形成Zn枝晶，当它与碳包覆的I₂(I2@AC)正极结合时，显示出1000次的稳定循环，这比裸Zn要好得多（<100小时和320次）。

图2. Cu₇Te₄的电化学性能

此外，Cu₇Te₄负极可进一步与碳包覆的ZnI₂(ZnI2@AC)和Na₃V₂(PO₄)₃的两种正结合，以构建水系”摇椅式”锌离子全电池。所得Cu₇Te₄//ZnI₂@AC全电池的容量为94 mAh g^-1，放电电压为0.7 V，对应的比能量为65.3 Wh kg^-1（基于正负极材料），在10000次循环中保持了良好的循环稳定性，容量保持率超过86%。

而Cu₇Te₄// Na₃V₂(PO₄)₃全电池的容量为67 mAh g^-1，平均电压为1.08 V，相当于72.4 Wh kg^-1的高比能量（基于正负极材料），并在200次循环后保持80.3%的容量。总之，这项工作表明，Cu₇Te₄可以作为一种有前景的负极材料和锌枝晶抑制剂以用于水系锌电池。

图3. “摇椅”式水系锌离子全电池的电化学性能

Cu7Te4 as an Anode Material and Zn Dendrite Inhibitor for Aqueous Zn-Ion Battery. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202205602

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