中南周江/韩俊伟AFM：通过铈基转化膜的表面重建稳定锌金属负极

腐蚀副反应和枝晶一直是锌负极长期存在的界面挑战，导致水系锌基电池（AZBs）的劣化。锌金属负极的稳定性和可逆性很有可能通过重建锌金属表面得到改善。

在此，中南大学周江教授、韩俊伟副教授等人受铈稀土的优点启发，报道了一种结构均匀致密的铈基转化膜，用于可逆防腐的锌金属负极（Zn@CCF），可显著提高AZBs的电化学性能。

通过锌金属表面的成分和结构重建，锌晶界得到有效保护，因为它们附近的薄膜生长速度更快，同时增强了耐腐蚀性。薄膜对Zn²⁺的亲和力有助于降低Zn²⁺的成核势垒并避免不均匀沉积。

图1. Zn@CCF的制备过程示意图及表征

因此，对称的Zn@CCF电池在4.4 mA h cm^-2下表现出长循环寿命（1200 h）和小极化（电压滞后≈60 mV），这表明 Zn@CCF比裸Zn具有更高的可逆性和循环稳定性。

此外，与裸Zn/MnO₂电池相比，Zn@CCF/MnO₂电池在400次循环后具有更高的比容量和更好的容量保持率。这种使用铈稀土重建锌表面以有效抑制腐蚀的策略为稀土在储能领域的潜在应用开辟了新途径。

图2. Zn@CCF/MnO₂全电池的循环性能

Stabilization of Zn Metal Anode through Surface Reconstruction of a Cerium-Based Conversion Film, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202103227

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中南周江/韩俊伟AFM：通过铈基转化膜的表面重建稳定锌金属负极

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