湖大朱智强EnSM：植物提取物作为电解液添加剂实现无枝晶锌负极

水系锌离子电池（AZIBs）由于其固有的安全性和低成本而成为大规模储能的有希望的候选者。然而，由锌负极上的不均匀沉积引起的锌枝晶严重缩短了AZIBs的寿命。

图1. 在有无NE添加剂的电解液中Zn沉积示意图

在此，湖南大学朱智强教授等人提出了一种含有各种亲锌分子的绿色低成本电解液添加剂，即荨麻提取物 (NE)，以通过原位工程构建亲锌位点引导均匀的锌沉积。

通过结合实验表征（拉曼、FTIR、XRD、XPS 和LSM）和理论计算（DFT 和从头算），作者发现NE中含有的亲锌成分（如5-羟色胺）可以吸附在锌负极表面，作为锌成核的亲锌位点，从而抑制枝晶生长和副反应。

图2. 对称Zn||Zn电池的循环性能

因此，在含10 g L^-1 NE添加剂的2 M Zn(OTf)₂电解液中，Zn||Zn对称电池在1 mA cm^-2和 1 mAh cm^-2的循环寿命下延长至3000 h，即使在5 mA cm^-2的高电流密度和5 mAh cm^-2 的面积容量下仍能循环2200 h，这是迄今为止报道的最佳性能之一。

此外，Zn||聚苯胺/碳毡（PANI/CF）全电池在1500次循环后也获得了84.9% 的容量保持率。这种通过植物提取物添加剂在锌负极上设计亲锌位点的策略为开发无枝晶锌负极带来了新的可能性。

图3. Zn||PANI/CF纽扣电池和软包电池的电化学性能

Engineering zincophilic sites on Zn surface via plant extract additives for dendrite-free Zn anode, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.10.033

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湖大朱智强EnSM：植物提取物作为电解液添加剂实现无枝晶锌负极

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