桑迪亚国家实验室AEM：由自组装聚合物涂层实现高放电深度锌负极

锌作为一种环境友好、经济实惠的负极材料具有广泛应用的潜力，有待于解决活性物质损失和形状变化引起的可充性问题。

近日，桑迪亚国家实验室Timothy N. Lambert（通讯作者）等人在材料研究顶级期刊Adv. Energy. Mater.上发表了题为”High Depth-of-Discharge Zinc Rechargeability Enabled by a Self-Assembled Polymeric Coating”的研究性论文。

NC-Celgard隔膜制备示意图

一个自组装的Nafion涂层Celgard 3501(NC-Celgard)隔膜被证明能够使锌负极在高放电深度(DOD_Zn)的碱性电解液中获得前所未有的循环寿命。使用面积容量为60 mAh cm^-2的商用高能量密度电极，在20% DOD_Zn电池下测试的Zn-Ni电池可实现200次以上的循环，而50% DOD_Zn电池在失效前可实现100次以上的循环。

商用隔膜和NC-Celgard的氢氧化物浓度(摩尔)与时间的关系20%和50%的DOD电池在其生命周期中平均每周分别提供132和180 Wh L^-1的能量。这项工作证明了选择性隔膜在不增加系统体积或复杂性的情况下提高能量密集型锌电极的循环寿命的有效性。

隔膜的电化学性能测试

High Depth-of-Discharge Zinc Rechargeability Enabled by a Self-Assembled Polymeric Coating(Adv. Energy Mater, 2021, DOI: 10.1002/aenm.202101594)