​华科大伽龙AM：界面修饰使对称Zn||Zn电池循环>6000小时

稳定的锌/电解质界面对于开发具有长期稳定性的水系可充锌金属电池（AZB）至关重要，这需要致密而稳定的锌电沉积。

图1. 不同基材上形成的锌电沉积的晶面方向

华中科技大学伽龙等通过在Zn电极上电沉积Zn和Cu来设计界面晶格锁定（ILL）层。形成的含锌合金（CuZn5）层牢固地粘附在锌电极上显示出与锌（002）平面的低晶格错配（δ=0.036），并选择性地锁定了锌沉积物的晶格取向，使锌沉积物逐层外延生长。

密度函数理论（DFT）结果显示，在成核的早期阶段，与锌的主平面（101）相比，相应的CuZn₅（002）和Zn（002）平面之间呈现出较高的界面形成能量，这有利于锌的成核和沿[001]方向的外延。

图2. ILL@Zn电极的Zn沉积行为

受益于独特的取向引导和稳健的附着特性，ILL层使对称Zn||Zn电池在1 mAh/cm²和1 mAh/cm²条件下实现了>6000小时的超长寿命，在10 mAh/cm²条件下实现了低过电位（65 mV），并在超高的Zn放电深度（DOD_Zn=∼85%）下实现了>90小时的稳定Zn沉积/剥离。

此外，即使在有限的锌供应和高电流密度（8.58 mA/cm²）下，ILL@Zn||Ni掺杂的MnO₂电池仍然可以循环>2300次。

图3. ILL@Zn电极的实用性评估

Zinc-Contained Alloy as a Robustly-Adhered Interfacial Lattice Locking Layer for Planar and Stable Zinc Electrodeposition. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202211961