江南大学付少海/贾浩EnSM：功能化氮化硼中间层实现稳定均匀的Zn沉积

目前锌（Zn）负极在水系锌离子电池（AZIBs）中的应用面临着几个挑战，如锌枝晶生长、析氢反应和副产物生成。由有害枝晶引起的问题都与锌负极中电子和离子的界面传输行为密切相关。

在此，江南大学付少海教授、贾浩研究员等人报道了一种有效且环保的策略来剥离氮化硼（BN）纳米片并在表面上用磺酸盐基团对其进行改性（表示为S-BN），随后通过可扩展的喷涂方法将其用作Zn金属电极的中间层。除了通过物理隔离减轻腐蚀问题外，所构建的S-BN层还使每个受限空间中的Zn离子通量均匀，这得益于纳米级腔。

此外，附着的阴离子官能团可以通过均匀化界面电场有效地实现锌箔上锌成核的均匀化。更重要的是，作者证明了S-BN表面的外部磺酸基团有利于促进水合Zn离子的先进去溶剂化机制，从而提高Zn沉积动力学。

图1. S-BN纳米片制备过程及表征

因此，S-BN@Zn对称电池能够在2 mA cm^-2的电流密度和2 mAh cm^-2的面积容量下实现2500 h的长期循环，且具有约45 mV的小电镀/剥离过电位。当与Na₂V₆O₁₆·1.63H₂O (NVO) 正极配合使用时，在0.1 A g^-1时S-BN@Zn/NVO电池可以保持298 mAh g^-1的优异存储容量，远高于裸Zn负极（264 mAh g^-1）。

此外，S-BN@Zn/NVO电池可以稳定运行长达1200次循环，这意味着S-BN@Zn负极具有出色的耐用性。因此，这种新型的Zn扩散中间层为显著提高AZIBs的负极电化学性能提供了一种有前景的方法。

图2. S-BN@Zn/NVO电池的电化学性能

An Enhanced Kinetics and Ultra-Stable Zinc Electrode by Functionalized Boron Nitride Intermediate Layer Engineering, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.11.018

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江南大学付少海/贾浩EnSM：功能化氮化硼中间层实现稳定均匀的Zn沉积

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