武大/华科AEM：超平坦放电平台、低反应电位和稳定的水系锌电负极

利用锌负极构建水系锌金属电池在储能领域引起了广泛关注，但其面临着诸多挑战，例如锌枝晶的生长、不令人满意的剥离/电镀效率以及气体逸出等。

在此，武汉大学汪的华教授、华中科技大学蒋凯教授等人提出了一种缺乏阳离子的Cu_2-xTe (Cu_1.81Te) 材料作为有吸引力的水系锌离子电池插层负极材料。

该Cu_1.81Te负极具有0.2 V（vs. Zn²⁺/Zn）的超平坦放电电位，在C/8（1 C = 242 mA g^-1）的倍率下具有158 mAh g^-1的可逆容量（86%的容量来自0.2 V的放电平台），以及0.22 V的低过电位。此外，它还表现出优异的循环稳定性，在2.5 C下循环2000次后容量保持率为100%。

图1. Cu_2-xTe的合成及形态结构特征

结合恒流间歇滴定技术(GITT)、XRD、拉曼光谱、XPS表征，作者揭示了其储能机理为低能垒的顺序插层转化过程：Zn²⁺首先嵌入到Cu_2-xTe中，然后进一步转化为Cu和ZnTe。DFT计算表明，Cu_2-xTe中的晶体缺陷可以调控电子结构以提高反应性同时降低扩散势垒。

此外，作者还展示了水系“摇椅式”Cu_2-xTe//Na₃V₂(PO₄)₃ Zn离子全电池，它提供58 Wh kg^-1的能量密度和0.98 V的输出电压，并在C/2下1000次循环后容量保持率为92%。该研究为水系锌离子电池提供了一种超低放电平台和稳定的负极材料。

图2. 水系锌离子全电池的电化学性能

Electrochemically Activated Cu_2-xTe as an Ultraflat Discharge Plateau, Low Reaction Potential, and Stable Anode Material for Aqueous Zn-Ion Half and Full Batteries, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102607

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武大/华科AEM：超平坦放电平台、低反应电位和稳定的水系锌电负极

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