中科大朱永春Small：原位金属防腐预处理助力锌负极稳定循环1300小时！

原料资源丰富的锌金属电极具有较高的理论容量可作为水系电池的负极。不幸的是，锌金属负极较差的化学稳定性和电化学不可逆性限制了可充锌电池的实际应用。不希望的副反应和枝晶生长是水系锌金属电池面临的两个主要挑战。

中国科学技术大学朱永春等采用先进的预处理方法来优化多晶锌的晶面，并在锌箔(ROZ@Zn)上形成了主要由有机聚合物和锌盐组成的保护涂层。

图1 有/无金属防腐预处理的锌沉积/剥离行为示意图

具体而言，作者提出了一种原位金属防腐预处理，即通过在溶胶-凝胶溶液中的浸涂工艺在锌金属负极上构建3.26 μm的ROZ涂层。同时，研究发现，这种处理还获得了Zn表面的晶面重构，这取决于它们对溶胶-凝胶溶液的H⁺的不同反应活化。

结果，ROZ@Zn在Zn金属表面真实呈现出更多的（001）晶面，这使Zn晶体横向生长。因此，生成的ROZ@Zn负极不仅可以减少析氢和腐蚀，而且呈现平坦的生长。

图2 对称电池性能

结果，ROZ@Zn对称电池表现出1300小时优异的沉积/剥离性能。令人印象深刻的是，与裸Zn对称电池相比，它显著延长了40 倍以上。

此外，Zn//MnO₂扣式电池在5 C下经过1600次循环后具有96.3%的高容量保持率，软包电池在5 C下循环200次后也具有122 mAh g^-1的高容量。总之，金属防腐预处理被成功证明是一种简单、低成本、有效的途径，可提高锌的稳定性和并促进水系锌金属电池的应用。

图3 全电池性能

Crystal Plane Reconstruction and Thin Protective Coatings Formation for Superior Stable Zn Anodes Cycling 1300 h. Small 2022. DOI: 10.1002/smll.202201443

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中科大朱永春Small：原位金属防腐预处理助力锌负极稳定循环1300小时！

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