杨剑/汪冬冬AEM：亲水和亲锌界面实现创纪录的低温无负极锌金属电池

无负极电池极大地提高了整体能量密度，但它们需要极高的库仑效率（CE，>99.7%）才能正常工作。由于与水有关的寄生反应和锌负极上的枝晶生长，这在水系电池中变得非常具有挑战性。

图1. Cu@AOF的制备过程和结构/组成表征

山东大学杨剑、汪冬冬等将氟化氢铝涂在铜箔（Cu@AOF）上来实现无负极的水系电池。实验结果和理论计算证实，AOF对H₂O有很高的吸附亲和力，对Zn原子有很低的扩散能垒，改善了脱溶剂化过程和表面扩散。

同时，AOF表现出较大的Zn²⁺吸附能力，增加了Zn²⁺的局部浓度，调节了局部Zn²⁺通量，促进了Zn的均匀沉积。

图2. Zn||Cu@AOF半电池的电化学性能

受益于上述优势，Cu@AOF在半电池中在10 mA cm⁻²的6000次循环中实现了99.90%的高平均库伦效率（CE）。Cu@AOF||Zn_0.5VO₂无负极全电池表现出创纪录的高循环寿命，在1 A g⁻¹下可循环2000次，并且平均CE为99.95%，比此前报道的好得多。

更令人印象深刻的是，无负极全电池首次可以在−20°C的低温下运行400次循环，CE值高达99.94%。总之，这项工作为电极界面的合理工程提供了启示，以便在低温下获得优异的性能。

图3. 无负极Cu||Zn_0.5VO₂全电池的电化学性能

Interface Engineering by Hydrophilic and Zincophilic Aluminum Hydroxide Fluoride for Anode-Free Zinc Metal Batteries at Low Temperature. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202204388

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杨剑/汪冬冬AEM：亲水和亲锌界面实现创纪录的低温无负极锌金属电池

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