陈人杰/谢嫚AM：氮掺杂石墨烯超薄表面涂层实现稳定锌负极

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陈人杰/谢嫚AM：氮掺杂石墨烯超薄表面涂层实现稳定锌负极
由于高体积容量和低氧化还原电位，锌（Zn）金属被认为是水系锌离子电池（AZIB）一种非常有前景的负极。然而，严重的枝晶生长破坏了电极/电解质界面的稳定性，并加速了副反应的产生，最终降低了电化学性能。
北京理工大学陈人杰、谢嫚等人通过Langmuir-Blodgett方法一步合成氮（N）掺杂的氧化石墨烯（NGO）人工界面膜，以在锌箔上实现平行且超薄的界面改性层（≈120 nm）。
陈人杰/谢嫚AM：氮掺杂石墨烯超薄表面涂层实现稳定锌负极
由于平行的石墨烯层和N掺杂基团的有益亲锌特性，实现了(002)平面中Zn晶体的定向沉积。同时，原位微分电化学质谱和原位拉曼测试证实，界面处金Zn的定向沉积形貌有效抑制了析氢反应和钝化。
因此，将这种新负极与LiMn2O4正极配对的软包电池在合理的放电深度（36%）下保持了出色的能量密度（178次循环后为164 Wh kg-1）。这项工作提供了一种简便易行的合成方法和深入的机理分析，以加速高比能AZIBs的应用。
陈人杰/谢嫚AM：氮掺杂石墨烯超薄表面涂层实现稳定锌负极
图1 制备及表征
陈人杰/谢嫚AM：氮掺杂石墨烯超薄表面涂层实现稳定锌负极
图2 LMO||NGO@Zn软包电池性能
Ultrathin Surface Coating of Nitrogen-Doped Graphene Enables Stable Zinc Anodes for Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202101649

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