近年来，基于水系电解液的锌离子电池（ZIBs）因其高安全性、低成本和高比容量而备受关注。然而，循环过程中锌负极上枝晶的形成和副反应抑制了其应用。
在此，哈尔滨工业大学（深圳）谢国强教授、邱华军副教授及上海交通大学Kolan Madhav Reddy研究员等人设计了一种三元Zn-Li-Mn合金负极，以解决ZIBs中纯Zn负极可逆性差和枝晶生长的问题。研究表明，牺牲Li/Mn来消耗电解液中的O2可防止锌负极的副反应，所形成的阳离子也可通过静电屏蔽机制抑制Zn2+的横向扩散从而调节锌的电沉积。因此，该合金负极极大地抑制了Zn枝晶的形成，还减轻了锌基副产物的形成和锌钝化。
与对称电池中的纯锌负极相比，增强型锌基三元合金负极在1 mA cm-2的电流密度下表现出更好的可逆性，具有更低且更稳定的30 mV的电镀/剥离过电位。剥离和电镀后合金负极的XRD和XPS表征证明其结构在循环过程中不会发生变化，SEM图像证明了ZnLiMn合金在不同电流密度下循环后的无枝晶形貌。
此外，基于合金负极的ZnLiMn/MnO2全电池也表现出比使用纯锌负极更好的性能。具体而言，ZnLiMn/MnO2全电池在1 C下表现出超过400次的高循环稳定性，具有高达96% 的容量保持率，而Zn/MnO2电池仅能保持约200次循环。
在高达5 C的电流密度下进行测试时，ZnLiMn/MnO2全电池仍保持91.94 mAh g-1 的比容量，是Zn/MnO2电池的两倍多。重要的是，ZnLiMn合金还显示出显著改善的机械性能（屈服强度和极限抗拉强度分别为238.4和284.4 MPa），其强度和韧性比纯Zn高得多。因此，这种新设计的三元合金负极具有增强的电化学和机械性能，使其成为先进电池负极的有前景候选者。
Highly Strengthened and Toughened Zn-Li-Mn Alloys as Long-Cycling Life and Dendrite-Free Zn Anode for Aqueous Zinc-Ion Batteries, Small 2022. DOI: 10.1002/smll.202200787
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