华科黄亮Small：具有80%超高利用率的耐用锌负极

可充水系锌离子电池（ZIBs）由于其高容量、本质安全性和低成本而成为一种有前景的大规模储能技术。然而，由于副反应和枝晶问题，锌负极的可逆性和循环稳定性较差，这限制了锌在ZIBs中的利用。

华中科技大学黄亮等提出了一种铝掺杂的氧化锌(AZO)界面相，以提高Zn在高利用率下的耐久性。

图1. AZO@Zn上的Zn沉积过程示意图及材料表征

由于Zn²⁺通过AZO层的强相互作用，AZO层不仅将Zn负极与体电解质隔离以防止Zn自腐蚀和析氢反应（HER），而且还通过减少水合Zn²⁺的去溶剂化消耗来促进沉积动力学。此外，由于AZO的高电导率，负极表面附近的电场分布可以均匀化，从而实现均匀的Zn沉积并有效缓解枝晶问题。

图2. AZO@Cu/Zn和对称电池性能

因此，在10 mA cm^-2的电流密度下，AZO涂层的Zn (AZO@Zn)负极具有600小时的长寿命，Zn利用率为34.1%。值得注意的是，即使在80%的超高Zn利用率下，AZO@Zn仍保持稳定循环超过200小时。

同时，具有有限Zn过量的 V₂O₅/AZO@Zn全电池在2 A g^-1下循环500次后显示出86.8%的高容量保持率。这项工作提供了一种简单有效的策略，以确保Zn负极在高利用率条件下的可逆性和耐用性，为具有竞争力的能量密度的市售ZIBs提供了广阔的前景。

图3. 全电池性能

Regulating Interfacial Desolvation and Deposition Kinetics Enables Durable Zn Anodes with Ultrahigh Utilization of 80%. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202106441

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华科黄亮Small：具有80%超高利用率的耐用锌负极

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