AM：易变配位界面调节贫电解液中锌电池的离子动力学

可充锌电池技术受到阳极可逆性有限的困扰，特别是在使用贫电解液时，这一问题尤为严重，这影响了锌电池用于大规模储能的经济优势。

图1. 界面表征

加利福尼亚大学Richard B. Kaner等报告了一种锌配位界面的开发情况，这种界面可以防止化学腐蚀并为锌阳极提供保护。具体而言，Zn²⁺离子与组氨酸配体和羧酸配体的选择性结合形成了一种配位环境，由于其热力学稳定性和动力学易变性，该环境具有高Zn²⁺亲和力和快速Zn²⁺扩散能力。实验和计算都表明，这种配位层可减轻副反应并调节无枝晶的电沉积。

图2. 半电池性能

因此，使用这种锌配位界面可以增强循环能力，其在20 mA cm^-2的高电流密度下可实现200小时以上的无枝晶锌沉积/剥离性能。此外，这种可逆性在Zn||LiMn2O₄电池中也得到了验证，该电池在500次循环后的能量密度为74.7 mWh g^-1，库仑效率为99.7%。

此外，作者还展示了一种仅使用10 μL mAh^-1电解液的贫电解液全电池，这种电池的循环寿命被延长至100 次，是原始锌阳极的五倍，其能量密度也大大高于商用水系电池。这项工作展示了在锌阳极上利用可变配位界面的概念验证设计，为使用低电解液和制备高能量密度电池提供了一种方法。

图3. 全电池性能

Labile Coordination Interphase for Regulating Lean Ion Dynamics in Reversible Zn Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202306145